แมลงกินพลาสติกที่ถูกค้นพบในเคนยาถือเป็นแมลงชนิดแรกในแอฟริกา

มีการค้นพบใหม่ที่น่าตื่นเต้นในการต่อสู้กับมลพิษจากพลาสติก: ตัวอ่อนของหนอนใยอาหารที่สามารถบริโภคโพลีสไตรีนได้

พวกเขาเข้าร่วมกลุ่มแมลงกลุ่มเล็กๆ ที่ถูกพบว่าสามารถทำลายพลาสติกที่ก่อให้เกิดมลพิษได้ แม้ว่านี่จะเป็นครั้งแรกที่มีการพบว่าแมลงสายพันธุ์พื้นเมืองในแอฟริกาทำเช่นนี้

โพลีสไตรีนหรือที่เรียกกันทั่วไปว่าโฟมเป็นวัสดุพลาสติกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในบรรจุภัณฑ์อาหาร อิเล็กทรอนิกส์ และอุตสาหกรรม แตกหักยากจึงทนทาน วิธีการรีไซเคิลแบบดั้งเดิม เช่น กระบวนการทางเคมีและความร้อน มีราคาแพงและสามารถสร้างมลพิษได้ นี่เป็นหนึ่งในเหตุผลที่เราต้องการสำรวจวิธีการทางชีวภาพในการจัดการของเสียที่ตกค้างยาวนานนี้

ฉันเป็นส่วนหนึ่งของทีมนักวิทยาศาสตร์จากศูนย์สรีรวิทยาและนิเวศวิทยาแมลงนานาชาติได้พบแล้วตัวอ่อนของหนอนใยอาหารของเคนยาสามารถเคี้ยวโพลีสไตรีนและแบคทีเรียที่อยู่ในลำไส้ซึ่งช่วยสลายวัสดุได้

หนอนใยอาหารขนาดเล็กเป็นรูปแบบตัวอ่อนของอัลฟิโทเบียสด้วงดำ ระยะตัวอ่อนอยู่ระหว่าง 8 ถึง 10 สัปดาห์ หนอนนกส่วนใหญ่มักพบในโรงเรือนเลี้ยงสัตว์ปีกซึ่งมีอากาศอบอุ่นและมีแหล่งอาหารสม่ำเสมอ ซึ่งเป็นสภาวะที่เหมาะสำหรับการเติบโตและสืบพันธุ์

แม้ว่าหนอนใยอาหารจำนวนน้อยกว่าจะคิดว่ามีต้นกำเนิดในแอฟริกา แต่ก็สามารถพบได้ในหลายประเทศทั่วโลก อย่างไรก็ตาม ชนิดที่เราระบุในการศึกษาของเราอาจเป็นชนิดย่อยของอัลฟิโทเบียสประเภท. เรากำลังดำเนินการตรวจสอบเพิ่มเติมเพื่อยืนยันความเป็นไปได้นี้

การศึกษาของเรายังตรวจสอบแบคทีเรียในลำไส้ของแมลงด้วย เราต้องการระบุชุมชนแบคทีเรียที่อาจสนับสนุนกระบวนการย่อยสลายพลาสติก

ระดับมลพิษจากพลาสติกอยู่ที่ระดับสูงอย่างยิ่งในบางประเทศในแอฟริกา แม้ว่าขยะพลาสติกจะเป็นปัญหาสิ่งแวดล้อมที่สำคัญทั่วโลก แต่แอฟริกาก็เผชิญอยู่ความท้าทายโดยเฉพาะเนื่องจากการนำเข้าผลิตภัณฑ์พลาสติกสูง การใช้ซ้ำน้อย และขาดการรีไซเคิลผลิตภัณฑ์เหล่านี้

ด้วยการศึกษา "ผู้กินพลาสติก" ตามธรรมชาติเหล่านี้ เราหวังว่าจะสร้างเครื่องมือใหม่ที่ช่วยกำจัดขยะพลาสติกได้เร็วและมีประสิทธิภาพมากขึ้น แทนที่จะปล่อยแมลงเหล่านี้จำนวนมากลงถังขยะ (ซึ่งใช้ไม่ได้จริง) เราสามารถใช้จุลินทรีย์และเอนไซม์ที่ผลิตในโรงงาน สถานที่ฝังกลบ และบริเวณทำความสะอาดได้ ซึ่งหมายความว่าขยะพลาสติกสามารถจัดการได้ด้วยวิธีที่ง่ายต่อการจัดการในวงกว้าง

ข้อค้นพบที่สำคัญ

เราทำการทดลองซึ่งใช้เวลานานกว่าหนึ่งเดือน ตัวอ่อนได้รับการเลี้ยงด้วยโพลีสไตรีนเพียงอย่างเดียว รำข้าว (อาหารที่มีสารอาหารหนาแน่น) เพียงอย่างเดียว หรือให้โพลีสไตรีนและรำข้าวผสมกัน

เราพบว่าหนอนใยอาหารที่กินโพลีสไตรีน-รำสามารถมีชีวิตรอดได้ในอัตราที่สูงกว่าหนอนที่กินโพลีสไตรีนเพียงอย่างเดียว นอกจากนี้เรายังพบว่าพวกเขาบริโภคโพลีสไตรีนอย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าการบริโภคโพลีสไตรีนเพียงอย่างเดียว สิ่งนี้เน้นให้เห็นถึงประโยชน์ของการทำให้แน่ใจว่าแมลงยังคงได้รับสารอาหารที่หนาแน่น

แม้ว่าการรับประทานอาหารแบบโพลีสไตรีนเพียงอย่างเดียวนั้นช่วยให้หนอนนกอยู่รอดได้ แต่พวกมันก็ไม่มีสารอาหารเพียงพอที่จะทำให้พวกมันมีประสิทธิภาพในการสลายโพลีสไตรีน การค้นพบนี้ตอกย้ำความสำคัญของอาหารที่สมดุลเพื่อให้แมลงบริโภคและลดพลาสติกได้อย่างเหมาะสม แมลงเหล่านี้อาจกินโพลีสไตรีนได้ เนื่องจากส่วนใหญ่ประกอบด้วยคาร์บอนและไฮโดรเจน ซึ่งอาจให้แหล่งพลังงานแก่พวกมัน

หนอนใยอาหารในอาหารโพลีสไตรีน-รำสามารถสลายโพลิสไตรีนได้ประมาณ 11.7 เปอร์เซ็นต์ของโพลีสไตรีนทั้งหมดตลอดระยะเวลาทดลอง

แบคทีเรียในลำไส้

การวิเคราะห์ลำไส้ของหนอนใยอาหารเผยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในองค์ประกอบของแบคทีเรียโดยขึ้นอยู่กับอาหาร การทำความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของแบคทีเรียเป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากจะเผยให้เห็นว่าจุลินทรีย์ชนิดใดมีส่วนร่วมในการทำลายพลาสติก ซึ่งจะช่วยให้เราแยกแบคทีเรียและเอนไซม์เฉพาะที่สามารถนำมาใช้ในการย่อยสลายพลาสติกได้

ลำไส้ของตัวอ่อนที่เลี้ยงด้วยโพลีสไตรีนพบว่ามี Proteobacteria และ Firmicutes ในระดับที่สูงขึ้น ซึ่งเป็นแบคทีเรียที่สามารถปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมต่างๆ และสลายสารที่ซับซ้อนได้หลากหลายชนิด

แบคทีเรีย เช่นไคลเวร่า-แลคโตคอคคัส-ซิโตแบคเตอร์และเคล็บซีเอลลานอกจากนี้ยังมีอยู่มากมายเป็นพิเศษและเป็นที่รู้กันว่าผลิตเอนไซม์ที่สามารถย่อยพลาสติกสังเคราะห์ได้ แบคทีเรียจะไม่เป็นอันตรายต่อแมลงหรือสิ่งแวดล้อมเมื่อใช้ในปริมาณมาก

ความอุดมสมบูรณ์ของแบคทีเรียบ่งชี้ว่าพวกมันมีบทบาทสำคัญในการทำลายพลาสติก นี่อาจหมายความว่าหนอนใยอาหารอาจไม่สามารถกินพลาสติกตามธรรมชาติได้

ในทางกลับกัน เมื่อพวกเขาเริ่มกินพลาสติก แบคทีเรียในลำไส้ของพวกมันอาจเปลี่ยนแปลงเพื่อช่วยสลายมัน ดังนั้น จุลินทรีย์ในกระเพาะของหนอนนกจึงสามารถปรับตัวให้เข้ากับอาหารที่ผิดปกติได้ เช่น พลาสติก

การค้นพบนี้สนับสนุนสมมติฐานของเราที่ว่าลำไส้ของแมลงบางชนิดสามารถทำให้เกิดการย่อยสลายพลาสติกได้ อาจเป็นเพราะแบคทีเรียในลำไส้สามารถผลิตเอนไซม์ที่สลายโพลีเมอร์พลาสติกได้

สิ่งนี้เพิ่มความเป็นไปได้ในการแยกแบคทีเรียเหล่านี้และเอนไซม์ที่ผลิตออกมา เพื่อสร้างสารละลายจุลินทรีย์ที่จะจัดการกับขยะพลาสติกในวงกว้างขึ้น

อะไรต่อไป

แมลงบางชนิด เช่นหนอนใยอาหารสีเหลือง-เจ้าแห่งความมืด) และซุปเปอร์เวิร์ม-โซโฟบาส โมริโอ) ได้แสดงให้เห็นความสามารถในการใช้พลาสติกแล้ว พวกมันสามารถสลายวัสดุ เช่น โพลีสไตรีน ด้วยความช่วยเหลือของแบคทีเรียในลำไส้

งานวิจัยของเรามีเอกลักษณ์เฉพาะตัวเนื่องจากมุ่งเน้นไปที่แมลงสายพันธุ์พื้นเมืองในแอฟริกา ซึ่งยังไม่ได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางในบริบทของการย่อยสลายของพลาสติก

การมุ่งเน้นในระดับภูมิภาคนี้มีความสำคัญเนื่องจากแมลงและสภาพแวดล้อมในแอฟริกาอาจแตกต่างไปจากที่อื่นๆ ของโลก ซึ่งอาจนำเสนอข้อมูลเชิงลึกใหม่ๆ และวิธีแก้ปัญหาเชิงปฏิบัติสำหรับมลพิษจากพลาสติกในพื้นที่แอฟริกา

ความสามารถของหนอนใยอาหารในเคนยาในการบริโภคพอลิสไตรีนแสดงให้เห็นว่า มันสามารถมีบทบาทในการลดของเสียตามธรรมชาติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับพลาสติกประเภทที่ทนทานต่อวิธีการรีไซเคิลแบบเดิมๆ

การศึกษาในอนาคตอาจมุ่งเน้นไปที่การแยกและระบุสายพันธุ์แบคทีเรียเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการย่อยสลายโพลีสไตรีนและการตรวจสอบเอนไซม์ของพวกมัน

เราหวังว่าจะทราบว่าสามารถผลิตเอนไซม์ในปริมาณมากเพื่อรีไซเคิลขยะได้หรือไม่

นอกจากนี้ เราอาจสำรวจพลาสติกประเภทอื่นๆ เพื่อทดสอบความอเนกประสงค์ของแมลงชนิดนี้เพื่อการใช้งานในการจัดการขยะในวงกว้าง

การขยายขนาดการใช้หนอนใยอาหารน้อยกว่าในการย่อยสลายพลาสติกยังจำเป็นต้องมีกลยุทธ์ในการรับรองสุขภาพของแมลงมากกว่าการบริโภคพลาสติกเป็นเวลานาน เช่นเดียวกับการประเมินความปลอดภัยของมวลชีวภาพของแมลงที่เกิดขึ้นสำหรับอาหารสัตว์

ฟาติยา คามิส, นักวิทยาศาสตร์อาวุโส,ศูนย์สรีรวิทยาและนิเวศวิทยาแมลงนานาชาติ

บทความนี้เผยแพร่ซ้ำจากการสนทนาภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่านบทความต้นฉบับ-