Koi vastne osutub "plastikust sööjaks"

Vaha koi eemaldab vastupidava polüetüleeni hämmastavalt kiiresti

Kümme koi vastset on selle plastfooliumi perforeerinud vaid 30 minutiga. © César Hernández / CSIC
ettelugemist

Juhuslik leid kilekotis: teadlased on avastanud, et vahakoi vastsed võivad lagundada plastikpolüetüleeni (PE) - ühe püsivaima plastikvariandi läbi aegade. Isegi ainuüksi kontakt vastsetega on kilekoti perforatsiooniks mõne tunni jooksul piisav, nagu väidavad teadlased ajakirjas "Current Biology". Tõenäoliselt selle eest vastutavate vastsete ensüüm - ja see võib tulevikus aidata plastjäätmete lagunemisel.

Ligikaudu 40 protsenti Euroopas toodetavast plastist koosneb polüetüleenist (PE). Vastupidav plastik on kilekottides, kiledes, plastpakendites ja igasugustes plastkatetes.Probleem on selles, et PE on raskesti biolagunev ja seda saab lagundada ainult kõvade kemikaalide abil. Selle tulemusel laguneb tohutu kogus seda plastikut jäätmetena järvedes, jõgedes ja meredes või täidab terveid prügilaid.

Kilekott auke täis

Abinõu võib pärineda ootamatust küljest: koi vastast Galleria mellonella. Seda putukat on seni tuntud peamiselt mesitarude parasiidina. Koid munevad tarus oma munad ja nende vastsed kasvavad seal, kui nad toituvad kärgstruktuuri vahast. Parasiitidega nakatusid ka teadlase ja amatööripuu mesiniku Federica Bertocchini pulgad.

Kui teadlane aga kärgstruktuurilt vahakoide kokku korjas ja kilekotti pani, märkas ta midagi jahmatavat: "Kui hiljem tagasi tulin, olid vastsed suletud kotist välja pääsenud ja plast oli auke täis, " räägib Bertocchini. "Seal oli ainult üks seletus: vastsed pidid olema augud teinud ja neist läbi pääsenud."

Üllatavalt kiire plasti eemaldamine

Selle hüpoteesi kontrollimiseks viisid Bertocchini ja tema kolleegid nüüd läbi süstemaatilisi katseid. Nad kinnitasid: vahakoi vastsed võivad tõepoolest lagundada vastupidavat polüetüleeni - ja seda hämmastavalt kiiresti: "PE-kile esimesed augud ilmuvad pärast vastsetega kokkupuudet ainult 40 minutit, " kirjutavad teadlased. kuva

Koe vastsed lagundavad polüetüleeni üllatavalt kiiresti, nagu katsed näitasid. Federica Bertocchini, Paolo Bombelli, Chris Howe

Kaheteistkümne tunni jooksul suudab 100 vastset tavalises kilekotis täielikult lagundada 92 milligrammi PE-d. Vasts loob tunnis keskmiselt 2, 2 auku. "See on tõesti kiire, " ütleb Bertocchini. Võrdluseks - 2016. aastal avastatud plasti söövad bakterid vähendavad umbes 0, 13 milligrammi PET-i ruutsentimeetri kohta päevas. Vahakoi vastsed vastavad 0, 23 milligrammi ruutsentimeetri kohta päevas.

Keemiliselt lagunenud

Kuid kuidas täpselt koi vastsed plastikut lagundavad? Nagu teadlased teatavad, pole aktiivse söömise kaudu tegemist pelgalt mehaanilise peenestamisega: PE lagundamiseks piisab ka pelgalt kontaktist vastsete või koidega. Katses vabastasid PE-lagunemise tapetud ja purustatud vastsed, mis määriti kilekotile.

"Vastsed toodavad ilmselgelt midagi, mis lõhub plasti keemilisi sidemeid, " selgitab esimene autor Paolo Bombelli Cambridge'i ülikoolist. See võib olla ensüüm, mida toodavad koi vastsed süljes või sümbiootilised bakterid soolestikus. Normaaltingimustes võib see ensüüm aidata putukatel kärgstruktuuri vaha lagundada ja seedida.

Ensüüm lahustab polümeersidemed

"Vaha on ka polümeer ja seega omamoodi 'looduslik plast', " selgitab Bertocchini. "Selle keemiline struktuur ei erine erinevalt polüetüleenist." Mõlemal molekulil on süsivesiniku karkass, milles CH2-CH2 sidemed mängivad olulist rolli.

Nagu nendes sidemetes käivitab koi vastsete ensüüm ilmselt polüetüleeni etüleenglükooli fragmentideks, nagu analüüsid näitavad. "Järgmised sammud on selle reaktsiooniga seotud molekulaarsete protsesside väljaselgitamine ja uurimine, kas suudame eraldada vastutustundliku ensüümi, " ütleb Bombelli.

Tööriist plastjäätmete vastu?

Tõepoolest, kui plastiku kiire lagunemise eest vastutab ainult üks ensüüm, võib see teadlaste sõnul pakkuda põnevaid võimalusi plastjäätmete edaspidiseks kõrvaldamiseks avatud. Kuna seda ensüümi saaks siis toota suures mahus ja kasutada spetsiaalselt plastjäätmete lagundamiseks, näiteks prügilates.

"Seetõttu võiks meie avastus olla oluline vahend polüetüleenijäätmetest vabanemiseks, mis täidavad meie prügilaid ja ookeane, " ütleb Bombelli. Lõppude lõpuks kasutatakse kogu maailmas danachi aastas ainult ühte miljardit kilekotti PE-d ja maandub siis enamasti enamuses. (Praegune bioloogia, 2017; doi: 10.1016 / j.cub.2017.02.060)

(Cell Press, Cambridge'i ülikool, CSIC, 25. aprill 2017 - MTÜ)