在肯尼亞發(fā)現(xiàn)的食塑料昆蟲在非洲尚屬首例

在對抗塑料污染的斗爭中，有一個令人興奮的新發(fā)現(xiàn)：能夠消耗聚苯乙烯的黃粉蟲幼蟲。

它們加入了一小群昆蟲的行列，這些昆蟲被發(fā)現(xiàn)能夠分解污染塑料，盡管這是第一次發(fā)現(xiàn)原產(chǎn)于非洲的昆蟲物種能夠做到這一點。

聚苯乙烯，俗稱聚苯乙烯泡沫塑料，是一種廣泛用于食品、電子和工業(yè)包裝的塑料材料。它很難分解，因此很耐用。傳統(tǒng)的回收方法（如化學和熱處理）成本高昂，并且會產(chǎn)生污染物。這就是我們想要探索管理這種持久性廢物的生物方法的原因之一。

我是國際昆蟲生理學和生態(tài)學中心的科學家團隊的一員，他們已找到肯尼亞小黃粉蟲的幼蟲可以咀嚼聚苯乙烯，并在它們的腸道中寄生細菌，幫助分解這種物質(zhì)。

較小的黃粉蟲是阿爾菲托比烏斯暗色甲蟲。幼蟲期持續(xù) 8 到 10 周。較小的黃粉蟲主要存在于溫暖的家禽飼養(yǎng)室中，可以提供持續(xù)的食物供應——這是它們生長和繁殖的理想條件。

雖然較小的黃粉蟲被認為起源于非洲，但它們可以在世界上許多國家找到。然而，我們在研究中確定的物種可能是阿爾菲托比烏斯屬。我們正在進行進一步調(diào)查以確認這種可能性。

我們的研究還檢查了這種昆蟲的腸道細菌。我們想確定可能支持塑料降解過程的細菌群落。

塑料污染水平處于極高水平在一些非洲國家。盡管塑料垃圾是全球面臨的主要環(huán)境問題，但非洲面臨的特別的挑戰(zhàn)由于塑料產(chǎn)品的大量進口、低再利用率和缺乏這些產(chǎn)品的回收利用。

通過研究這些天然的“塑料食者”，我們希望創(chuàng)造出新的工具，幫助更快、更有效地處理塑料垃圾。與其將大量這些昆蟲釋放到垃圾場（這不切實際），不如在工廠、垃圾填埋場和清理場使用它們產(chǎn)生的微生物和酶。這意味著塑料垃圾可以以更容易大規(guī)模管理的方式處理。

主要發(fā)現(xiàn)

我們進行了一次為期一個多月的試驗。幼蟲單獨喂食聚苯乙烯，單獨喂食麩皮（一種營養(yǎng)豐富的食物）或聚苯乙烯和麩皮的組合。

我們發(fā)現(xiàn)，聚苯乙烯-麩皮飲食中的黃粉蟲比單獨食用聚苯乙烯的黃粉蟲存活率更高。我們還發(fā)現(xiàn)，他們比只吃聚苯乙烯的人更有效地消耗聚苯乙烯。這突出了確保昆蟲仍然具有營養(yǎng)豐富的飲食的好處。

雖然僅吃聚苯乙烯的飲食確實支持黃粉蟲的生存，但它們沒有足夠的營養(yǎng)來使它們有效地分解聚苯乙烯。這一發(fā)現(xiàn)加強了昆蟲均衡飲食對最佳消費和降解塑料的重要性。昆蟲可能會吃聚苯乙烯，因為它主要由碳和氫組成，這可能為它們提供能源。

在試驗期間，聚苯乙烯麩皮飲食中的黃粉蟲能夠分解約 11.7% 的總聚苯乙烯。

腸道細菌

對黃粉蟲腸道的分析顯示，根據(jù)飲食的不同，細菌組成發(fā)生了顯著變化。了解細菌組成的這些變化至關(guān)重要，因為它揭示了哪些微生物積極參與分解塑料。這將幫助我們分離可用于塑料降解工作的特定細菌和酶。

研究發(fā)現(xiàn)，以聚苯乙烯為食的幼蟲的腸道中含有更高水平的變形菌門和厚壁菌門，這些細菌可以適應各種環(huán)境并分解各種復雜物質(zhì)。

細菌，如克魯伊維拉,乳球菌屬,檸檬酸桿菌和克雷伯 菌也特別豐富，并且已知可以產(chǎn)生能夠消化合成塑料的酶。大規(guī)模使用時，這些細菌不會對昆蟲或環(huán)境有害。

細菌的豐富表明它們在分解塑料方面起著至關(guān)重要的作用。這可能意味著黃粉蟲可能天生沒有吃塑料的能力。

相反，當他們開始吃塑料時，他們腸道中的細菌可能會發(fā)生變化以幫助分解它。因此，黃粉蟲胃中的微生物可以適應不尋常的飲食，如塑料。

這些發(fā)現(xiàn)支持了我們的假設，即某些昆蟲的腸道可以使塑料降解。這可能是因為它們腸道中的細菌可以產(chǎn)生分解塑料聚合物的酶。

這增加了分離這些細菌和產(chǎn)生的酶的可能性，以創(chuàng)造微生物解決方案，從而在更大范圍內(nèi)解決塑料垃圾問題。

下一步

某些昆蟲種類，例如黃粉蟲(Tenebrio molitor） 和超級蠕蟲(Zophobas morio），已經(jīng)證明了消耗塑料的能力。他們能夠在腸道細菌的幫助下分解聚苯乙烯等物質(zhì)。

我們的研究是獨一無二的，因為它側(cè)重于原產(chǎn)于非洲的昆蟲物種，這些物種尚未在塑料降解的背景下得到廣泛研究。

這種區(qū)域關(guān)注很重要，因為非洲的昆蟲和環(huán)境條件可能與世界其他地區(qū)不同，這可能會為非洲環(huán)境中的塑料污染提供新的見解和實用的解決方案。

肯尼亞小黃粉蟲消耗聚苯乙烯的能力表明，它可以在自然減少廢物方面發(fā)揮作用，特別是對于對傳統(tǒng)回收方法有抵抗力的塑料類型。

未來的研究可能側(cè)重于分離和鑒定參與聚苯乙烯降解的特定細菌菌株，并檢查它們的酶。

我們希望弄清楚是否可以大規(guī)模生產(chǎn)這些酶以回收廢物。

此外，我們可能會探索其他類型的塑料，以測試這種昆蟲在更廣泛的廢物管理應用中的多功能性。

擴大使用較小的黃粉蟲降解塑料還需要制定策略，以確保昆蟲健康而不是長時間食用塑料，以及評估由此產(chǎn)生的昆蟲生物質(zhì)用于動物飼料的安全性。

法蒂亞·哈米斯， 高級科學家，國際昆蟲生理學與生態(tài)學中心

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