Пластик играет фундаментальную роль в современной жизни, но его устойчивость к биоразложению затрудняет утилизацию. Новое исследование показывает, как гусеницы-«пластикиды» могут метаболически разлагать пластик за считанные дни, а не десятилетия, и накапливать его внутри в виде жира — но какой ценой?
В 2017 году новаторское исследование продемонстрировало, что гусеницы большой восковой моли (Galleria mellonella), известные как восковые черви, могут разлагать полиэтилен — самый распространённый в мире пластик. Ежегодно в мире производится более 100 миллионов тонн полиэтилена. Он химически устойчив, что делает его разложение сложным процессом, на который могут уйти десятилетия или даже сотни лет.
Хотя процесс разложения пластика восковыми червями был продемонстрирован в небольших масштабах, текущий исследовательский проект помогает нам лучше понять биологические механизмы, лежащие в его основе, влияние полностью пластиковой диеты на здоровье этих организмов и их жизнеспособность в качестве устойчивого решения проблемы пластикового загрязнения.
«Около 2000 восковых червей могут разрушить целлофановый пакет всего за 24 часа, хотя мы считаем, что совместное использование стимулирующих кормление добавок, таких как сахара, может значительно сократить количество червей», — говорит доктор Брайан Кассон, профессор биологии насекомых-вредителей и переносчиков в Департаменте биологии Университета Брэндона, Канада.
«Однако понимание биологических механизмов и последствий для приспособленности, связанных с биодеградацией пластика, является ключом к использованию восковых червей для крупномасштабной очистки от пластика», — добавляет он.
Используя комплекс методов, охватывающих физиологию животных, материаловедение, молекулярную биологию и геномику, доктор Кассон и его команда изучили интересную взаимосвязь между восковыми червями, их бактериальным микробиомом и их потенциалом для крупномасштабной биодеградации пластика, а также возможное влияние на здоровье и выживаемость восковых червей.
Исследование показывает, что восковые черви метаболизируют пластик, превращая его в липиды, и накапливают его в виде жира. «Это похоже на то, как мы едим стейк — если мы потребляем слишком много насыщенных и ненасыщенных жиров, они откладываются в жировой ткани в виде липидных запасов, а не используются в качестве энергии», — говорит доктор Кассон.
Хотя восковые черви охотно потребляют полиэтилен, это исследование также показывает, что в конечном итоге это приводит к быстрой смерти. «Они не выживают более нескольких дней на пластиковой диете и теряют значительную массу», — говорит доктор Кассон. «Однако мы оптимистичны, что сможем разработать совместную добавку, которая не только восстановит их приспособленность до естественного уровня, но и превысит его».
Доктор Кассон и его команда определили два способа, с помощью которых восковые черви могут внести свой вклад в решение проблемы пластикового загрязнения. «Во-первых, мы можем массово разводить восковых червей на дополненной полиэтиленом диете в рамках круговой экономики», — говорит он. «Во-вторых, мы можем изучить перестройку пути биодеградации пластика вне организма животного».
В качестве дополнительного преимущества массовое производство восковых червей также может генерировать значительный избыток биомассы насекомых, что может стать дополнительной экономической возможностью в аквакультуре. «Наши предварительные данные показывают, что они могут стать частью очень питательной диеты для коммерческих видов рыб», — говорит доктор Кассон.
Это исследование будет представлено на ежегодной конференции Общества экспериментальной биологии в Антверпене, Бельгия, 8 июля 2025 года.
Предоставлено:
Общество экспериментальной биологии.