Ahli biologi membuat penemuan besar. Ternyata ulat biasa, yang sering dibiakkan sebagai umpan untuk ikan, memiliki properti yang jauh lebih berharga. Mereka dapat mendaur ulang polietilen - salah satu jenis plastik yang paling tahan lama dan umum digunakan, yang mana-mana menyumbat tempat pembuangan sampah dan lautan. Polietilena dan polipropilena merupakan 92% dari produksi plastik dunia, termasuk polietilen - 40%. Setiap tahun, orang menggunakan dan membuang satu
triliun kantong plastik.
Ulat ini adalah larva serangga
Galleria mellonella (ngengat lilin besar). Hewan itu dianggap sebagai hama karena larva terletak di dalam sarang lebah madu. Di sana, ulat memakan madu, serbuk sari, dan lilin (karena itulah nama ngengat), merusak segala sesuatu di sekitarnya: sarang madu, induk, persediaan madu, roti lebah, bingkai dan bahan isolasi sarang. Tapi tetap saja, ulat-ulat berbahaya ini menemukan aplikasi yang bermanfaat. Alih-alih lilin, mereka bisa memberi makan limbah plastik.
Plastik adalah salah satu bahan paling berbahaya dalam hal menyumbat planet ini. Dengan kombinasi prevalensi dan durasi dekomposisi alami, ia hampir tidak ada taranya. Sebagai perbandingan, kertas terurai di alam dari satu bulan menjadi tiga tahun, pakaian yang terbuat dari wol - satu tahun, terbuat dari kain alami - dua hingga tiga tahun, kaleng besi - 10 tahun, tetapi kantong plastik biasa terurai 100-200 tahun. Di antara semua jenis sampah, polietilen adalah yang kedua setelah kaleng aluminium (berusia 500 tahun), popok sekali pakai (berusia 300-500 tahun) dan botol kaca (lebih dari 1000 tahun) dalam hal indikator ini.
Selama 50 tahun terakhir, produksi plastik telah
tumbuh secara eksponensial . Di negara-negara UE, meskipun semua upaya untuk mendaur ulang limbah, hingga 38% dari plastik berakhir di tempat pembuangan sampah, sisanya diproses (26%) atau dibakar (36%). Ketika membakar atau mengubur di tempat pembuangan sampah, polietilen menciptakan beban serius pada lingkungan, sehingga para ilmuwan secara intensif mencari cara yang dapat diterima untuk merusak degradasi plastik. Menggunakan ulat ngengat lilin besar adalah salah satu pilihan bagus.
Anehnya, penemuan paling penting ini terjadi secara kebetulan. Salah satu anggota tim peneliti Federica Bertocchini dari Institut Biomedis dan Bioteknologi Cantabria (Spanyol) sendiri adalah peternak lebah amatir. Suatu kali dia mengeluarkan parasit dari sarang madu di sarang - dan memasukkan hama ini ke dalam kantong plastik, tas biasa dari toko. Secara harfiah setelah 40 menit, Federica terkejut melihat bahwa paket itu berbintik-bintik kecil - ulat hanya
memakannya . Dan sangat cepat!
Menurut para ilmuwan, tingkat biodegradasi polietilen oleh ulat dari ngengat lilin besar jauh lebih tinggi daripada pemakan bakteri dari plastik, yang dilaporkan tahun lalu. Bakteri itu bisa makan 0,13 mg per hari
* , dan ulat itu benar-benar melahap bahannya. Foto di atas menunjukkan bahwa 10 trek dibuat dengan paket hanya dalam 30 menit.
Federica Bertochini menghubungi kolega dari Departemen Biokimia di Universitas Cambridge - dan mereka mengadakan eksperimen tepat waktu. Sekitar seratus ulat ditempatkan di dalam kantong plastik biasa dari supermarket Inggris. Lubang-lubang di kantong mulai muncul setelah 40 menit, dan setelah 12 jam massa plastik berkurang 92 mg!
Para ilmuwan belum mempelajari rincian biodegradasi lilin dan plastik, tetapi sangat mungkin bahwa ulat dalam kedua kasus menghancurkan ikatan kimia yang sama antara molekul
dalam substansi. Dengan formula kimianya dan sifat-sifatnya, lilin adalah polimer, sesuatu seperti "plastik alami", dan strukturnya tidak jauh berbeda dari polietilen.
Para ilmuwan melakukan analisis spektroskopi dan memeriksa bagaimana ulat memutus ikatan kimia dalam polietilen. Mereka menemukan bahwa hasil pengolahan adalah etilen glikol, alkohol dihydric, perwakilan poliol yang paling sederhana. Analisis membuktikan bahwa lubang-lubang di kantong plastik bukanlah hasil dari pengunyahan mekanis sederhana dari bahan tersebut, tetapi reaksi kimia yang sebenarnya dan biodegradasi bahan jelas. Agar 100% yakin akan hal ini, para ahli biologi melakukan percobaan ilmiah: mereka
memotong ulat di kentang tumbuk dan mencampurnya dengan kantong plastik. Hasilnya identik - bagian plastiknya hilang. Ini adalah bukti paling meyakinkan bahwa ulat tidak hanya memakan plastik, tetapi mencernanya menjadi etilen glikol. Reaksi kimia terjadi di suatu tempat di saluran pencernaan hewan - bisa berupa kelenjar ludah atau bakteri simbiotik di kerongkongan. Enzim yang sesuai belum diidentifikasi.
Penulis utama karya ilmiah, Paolo Bombelli, yakin bahwa jika proses kimia dilakukan dengan menggunakan enzim tunggal, maka sangat mungkin untuk mereproduksi proses ini menggunakan metode biokimia dalam skala besar. "Penemuan ini bisa menjadi cara penting untuk membuang sampah plastik yang terakumulasi di tempat pembuangan sampah dan di laut," katanya.
Karya ilmiah ini
diterbitkan pada 24 April 2017 di jurnal
Current Biology (doi: 10.1016 / j.cub.2017.02.02.060).
* Dalam
percobaan dengan bakteri, film
berukuran 1 cm² dari bakteri
Ideonella sakaiensis memproses 0,13 mg polyethylene terephthalate (PET) per hari.