A műanyagok problémája Ez a 21. század egyik legnagyobb környezetvédelmi kihívása. Évente több millió tonna műanyaghulladék keletkezik, és ennek az anyagnak a nagy részét nem hasznosítják újra megfelelően. Ez annak köszönhető, hogy nagy a bomlásállósága, ami miatt a műanyagok évszázadokig a környezetben maradnak, szennyezve az óceánokat, a talajokat és a természetes élőhelyeket az egész bolygón.
Ezzel a kihívással szemben a tudósok folyamatosan innovatív megoldásokat keresnek. Nemrég felfedezték, hogy egy hernyófaj, az ún viaszféreg (mellonella galéria), lenyűgöző képességgel rendelkezik: képes arra lebontja a műanyagokat a polietilén biológiai lebontásával, az egyik leggyakrabban használt és nehezen lebomló műanyag. Ez a felfedezés forradalmasíthatja a műanyagszennyezés elleni küzdelmet.
A tudósok egy műanyagevő férget fedeztek fel
A viaszféreg a méhkaptárak ismert kártevője, ahol a méhsejtben lévő viasszal táplálkozva pusztítást végez. Azonban csak a méhész és a kutató Federica Bertocchini váratlan felfedezést tettek, amely kezdett megmutatkozni bennük a környezetszennyezés elleni küzdelemben. Miután egy csoport férget elhelyezett egy műanyag zacskóban, Bertocchini észrevette, hogy egy idő után a zsák a hernyók működése miatt kezdett lyukakkal megtelni. Kíváncsisága egy sor kísérlethez vezette, amelyek felfedték e férgek meglepő lealacsonyító erejét.
Ez a képesség felkeltette az érdeklődést a tudományos közösségben, mivel a polietilén, egy nagyon ellenálló műanyagfajta, amelyet olyan termékek készítésére használnak, mint például a szupermarketes zacskók. Ez a műanyag képviseli a Spanyolországban a műanyagfogyasztás 40%-a és globálisan túlsúlyban van.
Hogyan működik a műanyag biológiai lebomlása
A viaszférgek olyan lárvák, amelyek természetesen méhviasszal táplálkoznak a csalánkiütésben. A kutatók szerint a viasz kémiai szerkezete Hasonlóságot mutat a polietilén szerkezetével, ami megmagyarázhatja, hogy a viaszférgek miért képesek lebontani a műanyagot. A viasz lebontásával ezek a férgek arra is képesek polietilén feldolgozása, ami lebomlóbb formába vezeti.
A kukacokat közvetlenül polietilén zacskókba helyező kísérletek során megfigyelték, hogy már 40 perc elteltével a műanyag a lebomlás nyilvánvaló jeleit mutatta. Körülbelül 12 óra alatt ezek a férgek akár 92 milligramm polietilén.
Ami még lenyűgözőbb, hogy a lebomlás nem csak a férgek belében lévő mikroorganizmusoktól függ, amint azt eredetileg gondolták, hanem féreg nyál amely erős enzimeket tartalmaz, amelyek képesek oxidálni és lebontani a polietilén szerkezetét, felgyorsítva az általában több száz évig tartó folyamatot.
Új kísérletek enzimekkel
A tudósok most kezdik megérteni a viaszféreg nyálában jelen lévő enzimek döntő szerepét. Pontosabban, két enzimet azonosítottak Demeter y Ceres, bebizonyították, hogy képesek megtörni a polietilén szerkezetét. Ez a jellemző azt jelenti, hogy a műanyag bomlása felgyorsítható, amihez általában évekig kell kitenni olyan tényezőknek, mint a nap és a hő.
A laboratóriumi vizsgálatok kimutatták, hogy az enzim Demeter különösen hatékony a polietilén oxidálására, míg Ceres Másodlagos, de kiegészítő szerepe van. Ezen elemek azonosítása reális utat biztosít a jövőbeni kezelések kifejlesztéséhez, amelyek képesek reprodukálni ezt a tevékenységet sokkal nagyobb műanyaghulladék-terhelés mellett.
Biotechnológiai megközelítés a műanyag probléma megoldására
A biotechnológia a műanyagszennyezés problémájának megoldása az elmúlt évek egyik legígéretesebb javaslata. Hagyományosan a műanyagok felhalmozódásának megoldására irányuló megközelítések a mechanikai újrahasznosításra és -égetésre összpontosítottak, amelyek költséges és szennyező módszerek is. Ehelyett a biológiai eszközökkel, például baktériumokkal és gombákkal történő biológiai lebontás tisztább, természetesebb megoldásként hódított teret.
Egészen a közelmúltig ismert volt, hogy kis számú baktérium le tudja bontani egyes műanyag polimereket, de ezek a folyamatok túl lassúak voltak. Most, hogy a viaszférgek nyálában enzimeket fedeztek fel, lehetőség nyílik a fertőzések gyorsabb és hatékonyabb felszámolására.
Bár a tanulmányok folytatódnak, lehetősége van arra mesterségesen megismételni A lebontásért felelős enzimek reményteli távlatot kínálnak. A tudósok úgy vélik, hogy ha ezeknek az enzimeknek a hatása ipari méretekben reprodukálható, akkor egy új, hatékony eszközzel találkozhatunk, amely felgyorsítaná a hulladéklerakókban és az óceánokban található műanyagok eltávolításának folyamatát.
Az a felfedezés, hogy a viaszférgek gyorsan elpusztíthatják a szívós műanyagokat, nem csak a szennyezés elleni küzdelemben jelent új utat, hanem azt is megmutatja, hogyan hasznosíthatjuk az élő szervezetek természetes mechanizmusait az ember okozta problémák megoldásában.
Még több kutatásra van szükség a pontos mechanizmusok megértéséhez és annak meghatározásához, hogy ez a folyamat hogyan alkalmazható nagy léptékben.