№ 3

Сентябрь/2022

Russian Traveler 03/2022

Личинки восковой моли перерабатывают пластик за считанные часы

Фото: Charlotte Brehaut

Заклятый враг пчеловодов может помочь человечеству справиться с пластиковым загрязнением.

Исследователи обнаружили, что личинки восковой моли способны разлагать пластиковые пакеты за считанные часы при комнатной температуре.

Восковая моль, или огневка пчелиная (Galleria mellonella) – это вид молевидных бабочек, известных вредителей медоносных пчел. Они встречаются всюду, где развито пчеловодство. Восковой молью также называют малую восковую моль (Achroia grisella).

В начале развития гусеница моли питается медом и пергой. Далее она переходит к питанию восковыми сотами, смешанными с остатками коконов. Поедая воск, она повреждает пчелиные соты и покрывает ходы своим шелком.

Ученые обнаружили, что ферменты в слюне личинок быстро расщепляют полиэтилен – наиболее широко используемый в мире пластик, являющийся основным источником загрязнения окружающей среды. Эксперты надеются, что это открытие приведет новым естественным и экономически эффективным способам борьбы с пластиковым загрязнением.

Открытие было сделано после того, как один ученый, пчеловод-любитель, очистил зараженный улей и обнаружил, что личинки начали проедать отверстия в пластиковом пакете.

В 2017 году и было проведено первое исследование, в котором учёные выяснили, что личинки восковой моли могут поедать не только воск, сделанный пчёлами для строительства сот, но и полиэтилен. Правда, тогда было непонятно, как именно они это делают. Это и решили выяснить специалисты в новом исследовании. 

Ключом к разгадке оказались ферменты животных – вещества, которые запускают биохимические реакции. Чтобы пластик разложился, кислород должен проникнуть в полимер – или молекулу пластика – на важном первоначальном этапе, называемом окислением. Исследователи обнаружили, что благодаря ферментам личинки осуществляют этот этап в течение нескольких часов. Причем они делают это без необходимости всякой предварительной обработки, такой как применение тепла или излучения.

«Это меняет парадигму биоразложения пластика. Те самые свойства, которые делают пластик уникальным и полезным материалом, создают одну из самых серьезных проблем этого века. Пластик остается в окружающей среде в течение длительного времени. Со временем он распадается на мелкие частицы, становясь источником микро- и нанопластика. Его можно найти повсюду, от Антарктиды до дождевой и водопроводной воды, и он не только вызывает очевидные экологические проблемы, но и является растущей проблемой для здоровья человека», – Федерика Бертоккини, молекулярный биолог из Испанского национального исследовательского совета.

Пластик изготовлен из полимеров, которые трудно разрушить, и содержит добавки, повышающие долговечность: это значит, что он может оставаться целым в течение многих лет, десятилетий и даже столетий.

Идея ученых заключается в том, чтобы синтезировать ферменты слюны личинок для разрушения пластиковых отходов. По словам Бертоккини, использование самих личинок восковой моли для этой работы имело бы недостатки, включая образование углекислого газа при метаболизме полиэтилена.

«В нашем случае ферменты окисляют пластмассы, расщепляя их на мелкие молекулы. Этот метод предлагает альтернативные сценарии обращения с пластиковыми отходами, в которых пластик может разлагаться в контролируемых условиях, сокращая или в конечном итоге полностью устраняя весь микропластик», – говорит соавтор исследования Клементе Фернандес Ариас.

Сейчас учёные во главе с Федерикой Бертоккини, соруководительницей мадридской компании Plasticentropy работают над коммерциализацией использования ферментов для расщепления пластиковых отходов.

За последние три десятилетия потребление пластика во всем мире резко возросло: сотни миллионов тонн продукции ежегодно превращаются в пластиковые отходы, и менее 10 процентов из них перерабатываются.