Tworzywa sztuczne odgrywają fundamentalną rolę w współczesnym życiu, ale ich odporność na biodegradację sprawia, że są bardzo trudne do utylizacji. Nowe badania wykazują, jak „plastomnawcy” – gąsienice mogą metabolicznie rozkładać plastik w ciągu kilku dni, a nie dziesięcioleci, i magazynować go wewnętrznie jako tłuszcz ciała – ale za jaką cenę?
W 2017 roku przełomowe badanie wykazało, że gąsienice wiekszej moli woskowej (Galleria mellonella), znane jako woskórki, potrafią rozkładać plastik polietylenowy. Polietylen jest najczęściej produkowanym tworzywem na świecie, z ponad 100 milionami ton polietylenu produkowanych rocznie na całym świecie. Polietylen jest chemicznie odporny, co sprawia, że jest on odporny na rozkład i może trwać dziesięciolecia, a nawet setki lat, aby całkowicie się zdegradować.
Chociaż ten proces degradacji plastiku został wykazany przez woskórki w małej skali, to prowadzone badania pomagają nam lepiej zrozumieć mechanizmy biologiczne, skutki całkowitego spożycia plastiku przez te organizmy, ich wykonalność jako zrównoważonego rozwiązania dla zanieczyszczenia plastikiem.
„Około 2 000 woskórek może rozłożyć całą torbę z polietylenu w zaledwie 24 godziny, chociaż wierzymy, że współpodawanie z pobudzaczami poboru pokarmu, takimi jak cukry, może znacznie zmniejszyć liczbę larw” – mówi dr Bryan Cassone, profesor biologii owadów szkodników i biologii wektorów w Wydziale Biologii na Uniwersytecie Brandona w Kanadzie. „Jednak zrozumienie mechanizmów biologicznych i konsekwencji dla zdrowia związanych z biodegradacją plastików jest kluczowe dla wykorzystania woskórek do masowej rekultywacji plastiku.”
Wykorzystując zestaw technik obejmujących fizjologię zwierząt, nauki o materiałach, biologię molekularną i genomikę, dr Cassone i jego zespół zbadali interesującą relację między woskórkami, ich bakteryjnym mikrobiomem oraz potencjał na masową biodegradację plastiku, a także możliwe skutki dla zdrowia i możliwość przeżycia woskórek.
Badania te ujawniają, że woskórki przetwarzają plastiki metabolicznie na lipidy i magazynują je jako tłuszcz ciała. „To jest podobne do nas jedzenia steka – jeśli spożywamy zbyt dużo nasyconych i nienasyconych tłuszczów, zostaje on zmagazynowany w tkance tłuszczowej jako rezerwy lipidowe, zamiast być wykorzystany jako energia” – mówi dr Cassone.
Podczas gdy woskórki ochoczo spożywają polietylen, badania te pokazują również, że kończy się to szybką śmiercią. „Nie przeżywają więcej niż kilka dni na diecie wyłącznie z plastiku i tracą znaczną masę” – mówi dr Cassone. „Jednak jesteśmy optymistyczni, że możemy opracować współpodawanie, które nie tylko przywraca ich sprawność do naturalnych poziomów, ale ją nawet przewyższa.”
Dr Cassone i jego zespół zidentyfikowali dwa sposoby, w które woskórki mogłyby przyczynić się do rozwiązania trwającego kryzysu zanieczyszczenia plastikiem. „Po pierwsze, moglibyśmy masowo hodować woskórki na diecie polietylenowej z dodatkiem współpokarmu jako część gospodarki obiegu zamkniętego” – mówi. „Po drugie, moglibyśmy zbadać ponowne inżynierowanie ścieżki biodegradacji plastiku poza organizmem.”
Jako dodatkowa korzyść, masowa produkcja woskórek mogłaby również generować znaczący nadmiar biomasy owadów, co mogłoby stanowić dodatkową szansę ekonomiczną w akwakulturze. „Nasze wstępne dane wskazują, że mogłyby one stać się częścią bardzo pożywnej diety dla komercyjnych ryb spożywczych” – mówi dr Cassone.
Te badania są prezentowane na corocznej konferencji Society for Experimental Biology w Antwerpii, w Belgii, 8 lipca 2025 roku.
