کشف کرم پلاستیک‌خوار در کنیا

به تازگی در راستای مبارزه با آلودگی پلاستیکی، یک کرم پلاستیک‌خوار در کنیا کشف شده که قادر به خوردن و تجزیه پلی‌استایرن است.

به گزارش تک‌ناک، لاروهای کرم‌های میل، حشره‌ای بومی آفریقا، هستند که توانایی یک حشره بومی در تجزیه پلاستیک‌ها را نشان می‌دهند.

پلی‌استایرن که به طور عمومی به عنوان استایروفوم شناخته می‌شود، یک ماده پلاستیکی است که به طور گسترده‌ای در صنایع مختلفی از جمله بسته‌بندی‌های غذایی، الکترونیکی و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

این ماده به سختی تجزیه می‌شود و در نتیجه ماندگار است. روش‌های بازیافت سنتی مانند فرآوری شیمیایی و حرارتی، هزینه‌بر هستند و می‌توانند آلاینده تولید کنند. این یکی از دلایل محققان بود که می‌خواستند روش‌های بیولوژیکی را برای مدیریت این زباله پایدار مورد بررسی قرار دهند.

یک تیم از دانشمندان مرکز بین‌المللی فیزیولوژی و بوم‌شناسی حشرات، کشف کردند که لاروهای کرم میل کنیایی می‌توانند پلی‌استایرن را بجوند و باکتری‌هایی در روده خود دارند که به تجزیه این ماده کمک می‌کنند.

کرم میل، شکل لارو حشره Alphitobius است. دوره لارو بین ۸ تا ۱۰ هفته طول می‌کشد. این کرم‌های میل اغلب در خانه‌های پرورش طیور یافت می‌شوند، چرا که گرم و دارای منبع غذایی مداوم هستند و شرایط ایدئالی برای رشد و تولید مثل آنها دارند.

اگرچه اعتقاد بر این است که کرم‌های میل از آفریقا سرچشمه گرفته‌اند، اما می‌توان آنها را در بسیاری از کشورها در سراسر جهان یافت. گونه‌ای که در این مطالعه شناسایی شد، ممکن است زیرگونه‌ای از Alphitobius باشد.

همچنین این مطالعه باکتری‌های موجود در روده این حشره را بررسی کرد. محققان به دنبال شناسایی جوامع باکتریایی بودند که ممکن است به فرایند تجزیه پلاستیک کمک کنند.

سطح آلودگی پلاستیک در برخی کشورهای آفریقایی به شدت بالا است. اگرچه زباله‌های پلاستیکی یک مسئله زیست‌محیطی بزرگ در سطح جهانی به حساب می‌آید، اما آفریقا به دلیل واردات بالای محصولات پلاستیکی و عدم بازیافت این محصولات، با چالشی خاص روبه‌رو است.

با مطالعه این پلاستیک‌خورهای طبیعی، محققان امیدوار هستند که ابزارهای جدیدی برای از بین بردن سریع‌تر و مؤثرتر زباله‌های پلاستیکی ایجاد کنند.

به جای آزادسازی تعداد زیاد کرم پلاستیک‌خوار در مکان‌های انباشت زباله، می‌توان از میکروب‌ها و آنزیم‌هایی که تولید می‌کنند، در کارخانه‌ها، محل‌های دفن زباله و مناطق پاکسازی استفاده کرد.

محققان در آزمایش خود لاروها را با پلی‌استایرن تنها، سبوس (یک غذای مغذی) تنها، یا ترکیبی از پلی‌استایرن و سبوس تغذیه کردند.

محققان متوجه شدند که کرم‌های میل که با ترکیب پلی‌استایرن و سبوس تغذیه شده‌اند، نسبت به کرم‌هایی که فقط پلی‌استایرن خورده‌اند، بیشتر زنده ماندند.

همچنین این کرم‌ها، پلی‌استایرن را بهتر و مؤثرتر مصرف کردند. این نتیجه نشان می‌دهد که داشتن یک رژیم غذایی مغذی می‌تواند برای این حشرات مفید باشد.

در حالی که رژیم غذایی تنها پلی‌استایرن باعث بقای کرم‌های میل شد، آنها به اندازه کافی تغذیه نداشتند تا در تجزیه پلی‌استایرن کارآمد باشند.

این یافته اهمیت یک رژیم غذایی متعادل برای این حشرات را در راستای مصرف و تجزیه بهینه پلاستیک تأیید کرد. این حشرات ممکن است پلی‌استایرن را بخورند، چرا که بیشتر از کربن و هیدروژن تشکیل شده است و امکان دارد برای آنها منبع انرژی فراهم کند.

این کرم‌ پلاستیک‌خوار توانستند در رژیم غذایی پلی‌استایرن-سبوس حدود ۱۱.۷ درصد از کل پلی‌استایرن را در طول دوره آزمایش تجزیه کنند.

باکتری‌های روده

تحلیل روده کرم‌های میل تغییرات قابل توجهی در ترکیب باکتریایی وابسته به رژیم غذایی نشان داد.

درک این تغییرات در ترکیب باکتریایی بسیار مهم است، چرا که نشان می‌دهد کدام میکروب‌ها به طور فعال در تجزیه پلاستیک نقش دارند. این به محققان کمک می‌کند تا باکتری‌ها و آنزیم‌های خاصی که می‌توان برای تجزیه پلاستیک استفاده کرد را جدا کنند.

روده لاروهای تغذیه‌شده با پلی‌استایرن نشان داد که سطح بالاتری از پروتئوباکتریا و فیرمیکوت‌ها دارند، باکتری‌هایی که می‌توانند با محیط‌های مختلف سازگار شوند و طیف وسیعی از مواد پیچیده را تجزیه کنند.

به ویژه باکتری‌هایی مانند: Kluyvera، لاکتوکوکوس، سیتروباکتر و کلبسیلا نیز فراوان بودند، که آنزیم‌هایی تولید می‌کنند که قادر به هضم پلاستیک‌های مصنوعی هستند. این باکتری‌ها به حشره یا محیط زیست هنگام استفاده در مقیاس بزرگ ضرر نمی‌رسانند.

فراوانی باکتری‌ها نشان می‌دهد که آنها نقش مهمی در تجزیه پلاستیک دارند. این ممکن است به این معنا باشد که کرم‌های میل به طور طبیعی توانایی خوردن پلاستیک را ندارند. بلکه وقتی آنها شروع به خوردن پلاستیک می‌کنند، باکتری‌های موجود در روده‌ آنها ممکن است تغییر کنند تا به تجزیه آن کمک نمایند.

بنابراین میکروب‌های موجود در معده کرم‌های میل می‌توانند به رژیم‌های غذایی غیرمعمول مانند پلاستیک تطبیق پیدا کنند.

این یافته‌ها از فرضیه محققان که روده حشرات خاصی می‌تواند تجزیه پلاستیک را امکان‌پذیر نماید، پشتیبانی می‌کند. این موضوع شاید به این دلیل باشد که باکتری‌های موجود در روده آنها می‌توانند آنزیم‌هایی تولید نمایند که پلیمرهای پلاستیکی را تجزیه می‌کنند.

برخی از گونه‌های حشرات، مانند کرم‌های زرد (Tenebrio molitor) و کرم‌های بزرگ (Zophobas morio)، در گذشته توانایی مصرف پلاستیک‌ها را از خود نشان داده‌اند. آنها می‌توانند موادی مانند پلی‌استایرن را با کمک باکتری‌های موجود در روده‌ خود تجزیه کنند.

تحقیقات جدید محققان منحصربه‌فرد است، چرا که بر گونه‌های حشرات بومی آفریقا متمرکز می‌باشد که در زمینه تجزیه پلاستیک به طور گسترده مطالعه نشده‌اند.

این تمرکز منطقه‌ای مهم است، چرا که حشرات و شرایط محیطی در آفریقا ممکن است با سایر نقاط جهان متفاوت باشد و به احتمال زیاد بینش‌ها و راه‌حل‌های عملی جدیدی برای آلودگی پلاستیکی در محیط‌های آفریقایی ارائه دهد.

توانایی کرم پلاستیک‌خوار کنیایی در مصرف پلی‌استایرن نشان می‌دهد که این حشره می‌تواند در کاهش طبیعی زباله‌ها نقش داشته باشد، به ویژه برای انواع پلاستیک‌هایی که به روش‌های بازیافت معمولی مقاوم هستند.

مطالعات آینده می‌توانند بر شناسایی و تعیین سویه‌های باکتریایی خاص دخیل در تجزیه پلی‌استایرن و بررسی آنزیم‌های آنها متمرکز شوند.

محققان امیدوار هستند که بفهمند آیا این آنزیم‌ها می‌توانند در مقیاس بزرگ برای بازیافت زباله تولید شوند یا خیر.

علاوه بر این، ممکن است آنها انواع دیگر پلاستیک‌ها را برای تست انعطاف‌پذیری این حشره برای برنامه‌های گسترده‌تر مدیریت زباله بررسی کنند.

محققان برای استفاده از کرم‌های میل در تجزیه پلاستیک، باید اطمینان حاصل کنند که حشرات در طول فرایند سالم بمانند. همچنین باید بررسی شود که آیا می‌توان بدن این کرم پلاستیک‌خوار را به طور ایمن برای خوراک دیگر حیوانات استفاده کرد یا خیر.