黄粉虫吃塑料能给我们提供哪些社会实现中的问题启示?
美国斯坦福大学研究人员研发出一种以塑料为食的虫子,或为生物降解治理“白色污染”提供新思路。研究人员表示,这是一个令人惊讶和充满希望的发现,可能为解决全球塑料污染问题打开一扇新的大门。中国和美国研究人员在新一期《环境科学与技术》杂志上报告说,黄粉虫可以吞食并完全降解塑料,他们已经从黄粉虫体内分离出生活在聚苯乙烯上的细菌并保存下来。根据斯坦福大学土木与环境工程系高级研究工程师吴伟民进行的两项研究,它们可以以聚苯乙烯泡沫或其他形式的聚苯乙烯为食,蠕虫肠道中的微生物在这个过程中生物降解塑料。对此,科学家指出,了解面包虫体内的细菌是如何完成这一壮举的,可能会为塑料垃圾的安全处理带来新的选择。这一发现说明黄粉虫对塑料的降解有积极作用,或许这一发现可以解决如何处理“白色污染”的问题。在实验室里,100只面包虫每天要吃掉34~39毫克的聚苯乙烯泡沫塑料——大约相当于一颗小药丸的重量。像任何食物来源一样,这些蠕虫将大约一半的塑料转化为二氧化碳。在24小时内,他们排出了大部分可生物降解碎片中的剩余塑料,这些碎片看起来像微型兔子粪便。在《武说》中,经常吃塑料的面包虫和正常饮食的面包虫一样健康,它们的排泄物用作种植土壤似乎是安全的。包括吴在内的研究人员在以前的研究中表明,印度玉米螟的幼虫肠道中有微生物,可以降解聚乙烯,聚乙烯用于垃圾袋等薄膜产品。然而,面包虫的新研究非常重要,因为聚苯乙烯泡沫被认为是不可生物降解的,具有更大的环境问题。中国2015北航杨军教授课题组、深基因公司赵娇博士等环境科学领域权威期刊&;Technology发表了两篇姊妹研究论文,证明了黄粉虫的幼虫可以降解聚苯乙烯这种最难降解的塑料。从2005年开始,杨军团队开始研究塑料的生物降解。主攻的是聚苯乙烯等塑料的降解,最难降解。科学家们之前用几种土壤无脊椎动物,如蚯蚓、千足虫、蛞蝓和蜗牛,来看看它们是否能吃塑料。喂食聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等14C标记塑料后,结果显示不能降解。杨军认为,生物降解塑料的想法不应该仅限于微生物。可以考虑鳞翅目昆虫和白蚁。海洋蛀虫和钻贻贝会腐蚀聚乙烯和海底电缆。也有可能从这些生物中分离和克隆出能产生活性基团的关键酶及其基因。杨军团队在2014的研究中发现,蜡虫(印度玉米螟幼虫)可以咀嚼和食用聚乙烯PE膜,从幼虫的肠道中分离到两株菌株,分别是肠杆菌YT1和芽孢杆菌YP1,它们可以降解PE膜。后来研究小组发现,黄粉虫幼虫是一种吃塑料比较厉害的动物,体型比蜡虫大(一般长35毫米,宽3毫米),可以把泡沫塑料作为唯一的食物。黄粉虫有四个生命阶段:卵、幼虫、蛹和成虫。杨军的研究团队给出了黄粉幼虫降解聚苯乙烯的机理:第一步,泡沫塑料先被黄粉幼虫嚼成小块,摄入肠道;其次,咀嚼作用增加了聚苯乙烯泡沫与微生物和胞外酶的接触面积,摄入的碎片在肠道微生物分泌的胞外酶作用下进一步解聚为小分子产物;第三步,这些小分子产物在各种酶菌和幼虫自身酶的作用下进一步降解同化形成幼虫自身组织;第四步,残留的泡沫碎片与一些降解中间体混合,部分肠道微生物以昆虫粪便的形式排出,其中泡沫塑料可能继续降解。“黄粉虫可以消化最难降解的聚苯乙烯塑料,以及其他相对容易降解的塑料。理论上黄粉虫也能消化。”杨军教授说,目前,国内制造商正在考虑使用人工繁殖黄粉虫或蜡虫来降解塑料垃圾。然而,他仍然呼吁通过处理日益严重的白色污染,减少或禁止使用一次性塑料制品,更多地使用可重复使用的产品,以对未来和子孙后代负责的态度。