【大紀元2017年04月29日訊】(記者張純之綜合報導)西班牙一位養蜂人伯都西尼(Federica Bertocchini)在養蜂時經常沮喪地發現,蜂巢中常常會感染大量的蜂窩蛾(Galleria mellonella)幼蟲。一次,她清理蜂巢,將蜂巢中感染了蟲子的部分放入一個塑料袋中。結果不久,她就注意到這些蟲子爬的到處都是,而那個塑料袋上則滿是小孔。
伯都西尼(Federica Bertocchini)同時也是一位生物學家,這種現象引發了她的思考。後來,研究者們將這種蠟蟲放到塑料薄膜上,僅僅40分鐘後,薄膜上就出現了許多小洞,速度大約為每隻蠕蟲每小時製造2.2個洞;當科學家們將100隻蠟蟲放到一個購物袋上時,這些蟲子約12小時就吃光了整整92毫克塑料袋。
這一新發現為減少和再利用這些與日俱增的塑料廢品提供了一條意外之路。有調查顯示,人類每年使用的塑料袋約超過1萬億個。多年來,如何降解塑料廢品一直是人類面臨的一大難題。
《當代生物學》(Current Biology)雜誌最近的相關研究報告說,這種蠟蟲可以很容易地吃掉聚乙烯塑料,並將其轉化成一種非常有用的化合物。通常被回收的塑料很少。據環保機構數據,2014年美國生產塑料約為3325萬噸,其中只有9.5%被回收。另有15%被燃燒做能源,但也不是最清潔的辦法,剩下75.5%最終都進入了垃圾場。因此,人們急需一個降解塑料的有效方法。
但問題是塑料很難被降解。塑料是由石油合成而來,其中約92%的成分是聚乙烯和聚丙烯。其中聚乙烯廣泛用於生產各種包裝袋,約占整個塑料產品需求的40%。該研究作者、劍橋大學生物化學教授豪威(Christopher J. Howe)說,聚乙烯是直鏈碳結構,非常穩定,因此塑料很難被生物降解。另外,塑料袋還容易在海洋形成垃圾塊,對海洋生物造成致命威脅。
此前,科學家們已經注意到了幾種聚乙烯被生物降解的例子,但速度都非常慢。比如,一種青黴素真菌液體可以降解部分聚乙烯,但要花三個月時間。還有一種叫Nocardia asteroides的細菌,需要花4-7個月。兩種辦法降解後的產物都是乙二醇 (ethylene glycol),可用於生產剎車液、塗料、塑料,甚至化妝品等產品。
而這種吃塑料蜂窩蛾幼蟲的發現則是一個幸運的意外。那麼,這些蠟蟲只是簡單的咀嚼塑料,還是可以真的降解塑料?科學家們因此製作了一些蠟蟲漿液,將其塗在聚乙烯薄膜上。14個小時後,研究者發現13%的聚乙烯材料消失了,降解率為每平方釐米0.23毫克。
當研究者檢查剩餘的薄膜時,則發現乙二醇的痕跡。這表明漿液中的蠕蟲細胞真的降解了塑料。
那麼這種蟲子為什麼能吃塑料呢?而且速度還如此驚人?科學家們說,因為這些蟲子生活在蜂巢中,以蜂蠟和蜂蜜為食。而蜂蠟是多重化合物的混合物,包括烷烴、烯烴、脂肪酸和酯等化合物,其中多是直鏈碳結構,與人工合成塑料的結構類似。因此,這種蠟蟲降解塑料的能力是天生的。
不過,降解塑料的也可能不是蠟蟲,還可能是其腸內的某種微生物。一項較早的研究發現,兩種從印度穀蛾中提取的細菌能在幾週內降解塑料,不過作者沒有報告看到任何乙二醇的降解產物。
豪威說,找出到底是哪種生物能吃塑料是該團隊下一步的研究任務。他說,解決的辦法不是要瘋狂養蠟蟲,而是要分離出起作用的酶因子,運用生物技術將該因子大量培育成起作用的酶。◇
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