بازتاب– پلی‌استایرن که به نام استایروفوم نیز شناخته می‌شود، یک ماده پلاستیکی است که به طور گسترده در بسته‌بندی‌های مواد غذایی، الکترونیکی و صنعتی استفاده می‌شود. این ماده به دلیل ساختار خاص خود، تجزیه‌پذیری پایینی دارد و به همین دلیل بسیار ماندگار است. روش‌های سنتی بازیافت، مانند پردازش‌های شیمیایی و حرارتی، هزینه‌بر هستند و ممکن است آلودگی‌هایی نیز تولید کنند. از این رو، پژوهشگران به بررسی روش‌های بیولوژیکی برای مدیریت این نوع زباله‌ها روی آورده‌اند.
تیم تحقیقاتی ما از مرکز بین‌المللی فیزیولوژی و اکولوژی حشرات در کنیا، کشف کرده‌اند که لاروهای کرم میوه‌ای کوچک قادر به جویدن پلی‌استایرن هستند و در معده آنها باکتری‌هایی زندگی می‌کنند که به تجزیه این ماده کمک می‌کنند.
این لاروها، که شکل لاروی سوسک Alphitobius darkling هستند، حدود ۸ تا ۱۰ هفته عمر لاروی دارند و عمدتاً در مکان‌های پرورش طیور یافت می‌شوند که شرایط گرمایی و تغذیه‌ای مناسب برای رشد آنها فراهم است.
اگرچه این گونه از میل‌ورم‌ها به طور عمده در آفریقا پیدا می‌شوند، اما در بسیاری از کشورهای دیگر نیز یافت می‌شوند. گونه‌ای که ما شناسایی کرده‌ایم، ممکن است یک زیرگونه از این سوسک‌ها باشد و تحقیقات بیشتر برای تایید این فرضیه در حال انجام است.
بررسی اثرات تغذیه و میکروب‌ها بر تجزیه پلاستیک
در این مطالعه، ما تأثیرات رژیم‌های مختلف غذایی بر لاروها را بررسی کردیم. برخی از لاروها تنها پلی‌استایرن، برخی دیگر فقط سبوس و گروهی نیز ترکیبی از هر دو را مصرف کردند.
نتایج نشان داد که لاروهایی که رژیم غذایی ترکیبی از پلی‌استایرن و سبوس داشتند، نسبت به گروهی که تنها پلی‌استایرن می‌خوردند، بقا و کارآیی بهتری در تجزیه پلاستیک نشان دادند. این یافته‌ها تأکید می‌کند که تغذیه متعادل برای حشرات، به ویژه برای تجزیه مؤثر پلاستیک، اهمیت زیادی دارد.
در طی این آزمایش، لاروها توانستند حدود ۱۱.۷ درصد از پلی‌استایرن را در طول مدت آزمایش تجزیه کنند.
نقش باکتری‌های معده در تجزیه پلاستیک
تحلیل‌های ما نشان داد که باکتری‌های معده لاروها بسته به نوع رژیم غذایی، تغییرات قابل توجهی را در ترکیب میکروبی خود تجربه می‌کنند. این تغییرات به ما کمک می‌کند تا باکتری‌هایی را شناسایی کنیم که به تجزیه پلاستیک کمک می‌کنند.
باکتری‌هایی مانند Proteobacteria و Firmicutes در معده لاروهایی که پلی‌استایرن می‌خوردند، به طور قابل توجهی افزایش یافتند. این باکتری‌ها قادر به تجزیه مواد پیچیده هستند و ممکن است نقشی کلیدی در تجزیه پلاستیک‌ها ایفا کنند.
میکروب‌هایی مانند Kluyvera، Lactococcus، Citrobacter و Klebsiella نیز در این لاروها به وفور یافت شدند و شناخته شده‌اند که آنزیم‌هایی تولید می‌کنند که می‌توانند پلاستیک‌های مصنوعی را هضم کنند. این میکروب‌ها نه تنها برای حشرات مضر نیستند، بلکه در مقیاس وسیع در محیط زیست نیز قابل استفاده هستند.
آینده پژوهش‌ها: کاربردهای جهانی برای مدیریت زباله‌های پلاستیکی
در حالی که گونه‌های دیگری از حشرات، مانند میل‌ورم زرد (Tenebrio molitor) و سوپرورم‌ها (Zophobas morio) قبلاً توانایی تجزیه پلاستیک‌ها را نشان داده‌اند، تحقیقات ما بر روی گونه‌های بومی آفریقا تمرکز دارد که تا کنون مطالعه کمی بر روی آنها صورت گرفته است.
این تمرکز منطقه‌ای از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است زیرا شرایط زیست‌محیطی و حشرات بومی آفریقا ممکن است تفاوت‌های زیادی با سایر نقاط جهان داشته باشند، و ممکن است راه‌حل‌های جدید و کاربردی برای مبارزه با آلودگی پلاستیکی در این منطقه ارائه دهد.
ما امیدواریم که بتوانیم تشخیص دهیم آیا آنزیم‌ها قادر به تولید در مقیاس بزرگ برای بازیافت زباله هستند یا خیر. علاوه بر این، ممکن است به بررسی انواع مختلف پلاستیک‌ها بپردازیم تا تطبیق‌پذیری این حشره را برای کاربردهای وسیع‌تر در مدیریت زباله ارزیابی کنیم. استفاده فزاینده از کرم‌های خوراکی برای تخریب پلاستیک نیازمند توسعه استراتژی‌هایی است که سلامت حشرات را در مصرف طولانی‌مدت پلاستیک تضمین کند، همچنین باید ایمنی زیست‌توده حشرات برای استفاده در خوراک دام ارزیابی شود.
استفاده از لاروهای کرم میوه‌ای کوچک برای تجزیه پلاستیک‌ها به ویژه در انواع پلاستیک‌هایی که بازیافت آنها به روش‌های سنتی دشوار است، ممکن است نقش مهمی در کاهش زباله‌های پلاستیکی ایفا کند.
منبع ScienceAlert
∎