Biologen machten eine große Entdeckung. Es stellt sich heraus, dass gewöhnliche Raupen, die oft als Köder für Fische gezüchtet werden, eine viel wertvollere Eigenschaft haben. Sie können Polyethylen recyceln - eine der haltbarsten und am häufigsten verwendeten Kunststoffe, die überall Mülldeponien und Ozeane verstopft. Polyethylen und Polypropylen machen 92% der weltweiten Kunststoffproduktion aus, einschließlich Polyethylen - 40%. Jedes Jahr benutzen und werfen die Leute eine
Billion Plastiktüten weg.
Diese Raupen sind die Larven des gewöhnlichen Insekts
Galleria mellonella (große Wachsmotte). Das Tier gilt als Schädling, da es Larven in den Bienenstöcken von Honigbienen legt. Dort ernähren sich die Raupen von Honig, Pollen und Wachs (daher der Name der Motte) und schädigen alles: Waben, Brut, Honigvorräte, Bienenbrot, Rahmen und Isoliermaterial der Bienenstöcke. Dennoch fanden diese schädlichen Raupen nützliche Anwendungen. Anstelle von Wachs können sie Plastikmüll füttern.
Kunststoff ist eines der gefährlichsten Materialien, um den Planeten zu verstopfen. Durch die Kombination von Prävalenz und Dauer der natürlichen Zersetzung ist es fast unübertroffen. Zum Vergleich: Papier zersetzt sich in der Natur von einem Monat bis zu drei Jahren, Kleidung aus Wolle - ein Jahr, aus natürlichen Stoffen - zwei bis drei Jahre, eine Eisendose - 10 Jahre, aber eine gewöhnliche Plastiktüte zersetzt sich zwischen 100 und 200 Jahren. Unter allen Arten von Müll ist Polyethylen nach Aluminiumdosen (500 Jahre alt), Wegwerfwindeln (300-500 Jahre alt) und Glasflaschen (mehr als 1000 Jahre alt) in Bezug auf diesen Indikator an zweiter Stelle.
In den letzten 50 Jahren ist die Kunststoffproduktion
exponentiell gewachsen . In den EU-Ländern landen trotz aller Bemühungen, Abfall zu recyceln, bis zu 38% des Kunststoffs auf Mülldeponien, der Rest wird verarbeitet (26%) oder verbrannt (36%). Beim Verbrennen oder Begraben auf einer Mülldeponie stellt Polyethylen eine ernsthafte Belastung für die Umwelt dar. Daher suchen Wissenschaftler intensiv nach akzeptablen Wegen, um den plastischen Abbau zu schädigen. Die Verwendung von Raupen mit großen Wachsmotten ist eine der großartigen Optionen.
Überraschenderweise wurde diese wichtigste Entdeckung zufällig gemacht. Eine der Mitglieder des Forschungsteams Federica Bertocchini vom Institut für Biomedizin und Biotechnologie Kantabriens (Spanien) ist selbst Amateur-Imkerin. Einmal entfernte sie Parasiten von Waben in den Bienenstöcken - und steckte diese Schädlinge in eine Plastiktüte, eine gewöhnliche Tüte aus einem Geschäft. Buchstäblich nach 40 Minuten war Federica überrascht zu bemerken, dass das Paket mit kleinen Löchern gesprenkelt war - die Raupen
aßen es einfach. Und sehr schnell!
Laut Wissenschaftlern ist die Rate des biologischen Abbaus von Polyethylen durch Raupen einer großen Wachsmotte viel höher als die von plastikfressenden Bakterien, über die im letzten Jahr berichtet wurde. Diese Bakterien könnten 0,13 mg pro Tag
* essen, und die Raupen verschlingen das Material buchstäblich. Das Foto oben zeigt, dass 10 Tracks mit einem Paket in nur 30 Minuten erstellt wurden.
Federica Bertochini kontaktierte Kollegen vom Department of Biochemistry der Universität Cambridge - und sie stellten rechtzeitig ein Experiment zusammen. Ungefähr hundert Raupen wurden in eine gewöhnliche Plastiktüte aus einem britischen Supermarkt gelegt. Löcher im Beutel begannen nach 40 Minuten zu erscheinen und nach 12 Stunden nahm die Plastikmasse um 92 mg ab!
Wissenschaftler haben die Details des biologischen Abbaus von Wachs und Kunststoff noch nicht untersucht, aber es ist sehr wahrscheinlich, dass die Raupen in beiden Fällen die gleichen chemischen Bindungen zwischen den Molekülen zerstören
in der Substanz. Wachs ist aufgrund seiner chemischen Formel und seiner Eigenschaften ein Polymer, so etwas wie „natürlicher Kunststoff“, und seine Struktur unterscheidet sich nicht wesentlich von Polyethylen.
Die Wissenschaftler führten spektroskopische Analysen durch und überprüften, wie die Raupen chemische Bindungen in Polyethylen aufbrechen. Sie fanden heraus, dass das Ergebnis der Verarbeitung Ethylenglykol ist, ein zweiwertiger Alkohol, der einfachste Vertreter von Polyolen. Die Analyse ergab, dass die Löcher in der Plastiktüte nicht das Ergebnis eines einfachen mechanischen Kauens des Materials sind, sondern dass die tatsächliche chemische Reaktion und der biologische Abbau des Materials offensichtlich sind. Um davon zu 100% überzeugt zu sein, führten Biologen ein wissenschaftliches Experiment durch: Sie
hackten Raupen in Kartoffelpüree und mischten es mit Plastiktüten. Das Ergebnis war identisch - ein Teil des Kunststoffs verschwand. Dies ist der überzeugendste Beweis dafür, dass Raupen Plastik nicht nur essen, sondern zu Ethylenglykol verdauen. Eine chemische Reaktion findet irgendwo im Verdauungstrakt eines Tieres statt - es können Speicheldrüsen oder symbiotische Bakterien in der Speiseröhre sein. Das entsprechende Enzym wurde noch nicht identifiziert.
Der führende Autor der wissenschaftlichen Arbeit, Paolo Bombelli, ist sich sicher, dass es durchaus möglich ist, diesen Prozess mit biochemischen Methoden in großem Maßstab zu reproduzieren, wenn ein chemischer Prozess mit einem einzigen Enzym durchgeführt wird. "Diese Entdeckung kann ein wichtiger Weg sein, um den auf Mülldeponien und im Meer angesammelten Plastikmüll loszuwerden", sagt er.
Die wissenschaftliche Arbeit wurde am 24. April 2017 in der Zeitschrift
Current Biology (doi: 10.1016 / j.cub.2017.02.02.060) veröffentlicht.
* In einem
Experiment mit Bakterien verarbeitete ein Film von 1 cm² Bakterien
Ideonella sakaiensis 0,13 mg Polyethylenterephthalat (PET) pro Tag.