Σκουλήκια που τρώνε και χωνεύουν πλαστικό δίνουν ελπίδες για έναν πιο καθαρό πλανήτη

Τα πλαστικά υπάρχουν παντού τριγύρω μας - είναι φθηνά, ανθεκτικά και ευέλικτα. Όμως είναι πολύ δύσκολο να απορριφθούν και έχουν σοβαρές επιπτώσεις όταν απελευθερώνονται στο περιβάλλον. Το πολυαιθυλένιο, ειδικότερα, είναι το πιο ευρέως παραγόμενο πλαστικό στον κόσμο, με περισσότερους από 100 εκατομμύρια τόνους να διανέμονται ετησίως. Καθώς μπορεί να χρειαστούν δεκαετίες για να αποσυντεθεί —και στο μεταξύ να βλάψει την άγρια ζωή και να διασπαστεί σε επικίνδυνα μικροπλαστικά— η διάθεσή του αποτελεί επείγον ζήτημα για την ανθρωπότητα.

Το 2017, Ευρωπαίοι ερευνητές ανακάλυψαν μια πιθανή λύση. Οι προνύμφες των κηρόσκορων, γνωστές ως σκουλήκια του κεριού (wax worms), έχουν την ικανότητα να διασπούν το πολυαιθυλένιο στο σώμα τους. Τα σκουλήκια του κεριού θεωρούνται παράσιτα από την αρχαιότητα, επειδή παρασιτούν σε κυψέλες μελισσών, τρεφόμενα με κερί μέλισσας. Ωστόσο, σήμερα γνωρίζουμε ότι τρέφονται αυθόρμητα και με πολυαιθυλένιο, το οποίο έχει χημικά παρόμοια δομή.

«Περίπου 2.000 σκουλήκια του κεριού μπορούν να διασπάσουν μια ολόκληρη σακούλα πολυαιθυλενίου σε μόλις 24 ώρες, αν και πιστεύουμε ότι η συγχορήγηση με διεγερτικά της όρεξης, όπως τα σάκχαρα, μπορεί να μειώσει τον αριθμό των σκουληκιών σημαντικά», δήλωσε ο Δρ. Μπράιαν Κάσον, καθηγητής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο Brandon στον Καναδά, σε δελτίο Τύπου. Ο Κάσον και η ομάδα του ερευνούν πώς αυτά τα έντομα θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν για την καταπολέμηση της ρύπανσης από πλαστικό. «Η κατανόηση των βιολογικών μηχανισμών και των συνεπειών στην υγεία που σχετίζονται με τη βιοαποδόμηση του πλαστικού είναι το κλειδί για τη χρήση των σκουληκιών του κεριού σε μεγάλη κλίμακα για την αποκατάσταση του πλαστικού», λέει.

Πώς τα σκουλίκια διασπούν το πολυαιθυλένιο

Σε προηγούμενα πειράματα, ο Κάσον και η ομάδα του διαπίστωσαν ακριβώς πώς τα σκουλήκια του κεριού διασπούν το πολυαιθυλένιο. Για να κατανοήσουν τον πεπτικό μηχανισμό, έδωσαν πολυαιθυλένιο σε σκουλήκια του κεριού για αρκετές ημέρες και παρακολούθησαν τις μεταβολικές διεργασίες των εντόμων και τις αλλαγές στο εντερικό τους περιβάλλον. Διαπίστωσαν ότι καθώς τα σκουλήκια έτρωγαν το πολυαιθυλένιο, τα περιττώματά τους υγροποιούνταν και περιείχαν γλυκόλη ως παραπροϊόν.

Όταν όμως καταστάλθηκαν τα εντερικά βακτήρια των εντόμων με τη χορήγηση αντιβιοτικών, η ποσότητα γλυκόλης στα περιττώματά τους μειώθηκε σημαντικά. Αυτό αποκάλυψε ότι η διάσπαση του πολυαιθυλενίου εξαρτάται από τα μικρόβια του εντέρου των σκουληκιών.

Η ομάδα απομόνωσε επίσης βακτήρια από τα έντερα των σκουληκιών του κεριού και στη συνέχεια καλλιέργησε στελέχη που μπορούσαν να επιβιώσουν έχοντας το πολυαιθυλένιο ως μοναδική πηγή τροφής. Ανάμεσά τους ήταν ένα στέλεχος του γένους Acinetobacter, το οποίο επέζησε για περισσότερο από έναν χρόνο στο εργαστηριακό περιβάλλον και συνέχισε να διασπά το πολυαιθυλένιο. Αυτό αποκάλυψε πόσο ανθεκτική και επίμονη είναι η εντερική χλωρίδα του σκουληκιού του κεριού στην ικανότητά της να διασπά τα πλαστικά.

Γεμίζουν λίπος, αλλά δεν μπορούν να το κάνουν συνεχώς

Στην πραγματικότητα, ωστόσο, όταν πρόκειται για κατανάλωση πλαστικού, τα εντερικά βακτήρια δεν λειτουργούν μόνα τους. Όταν οι ερευνητές διεξήγαγαν γενετική ανάλυση στα έντομα, διαπίστωσαν ότι τα σκουλήκια που τρέφονταν με πλαστικό εμφάνιζαν αυξημένη γονιδιακή έκφραση που σχετιζόταν με τον μεταβολισμό των λιπών, και αφού τράφηκαν με πλαστικό, παρουσίασαν σημάδια αυξημένου σωματικού λίπους. Εξοπλισμένες με τα πλαστικο-διασπώντα βακτήρια του εντέρου τους, οι προνύμφες μπορούν να διασπούν τα πλαστικά και να τα μετατρέπουν σε λιπίδια, τα οποία στη συνέχεια αποθηκεύουν στο σώμα τους.

Ωστόσο, μια δίαιτα αποκλειστικά με πλαστικό δεν οδήγησε σε μακροχρόνια επιβίωση των σκουληκιών του κεριού. Στο πιο πρόσφατο πείραμα, η ομάδα διαπίστωσε ότι τα σκουλήκια που συνέχισαν να τρέφονται μόνο με πολυαιθυλένιο πέθαναν μέσα σε λίγες ημέρες και έχασαν σημαντικό βάρος. Αυτό έδειξε ότι είναι δύσκολο για τα σκουλήκια να επεξεργάζονται συνεχώς απορρίμματα πολυαιθυλενίου. Όμως, οι ερευνητές πιστεύουν ότι η δημιουργία μιας πρόσθετης πηγής τροφής για να υποβοηθήσει την πρόσληψη πολυαιθυλενίου θα επέτρεπε στα σκουλήκια να διατηρήσουν βιώσιμη υγεία σε μια διατροφή με πλαστικό και να βελτιώσουν την αποτελεσματικότητα της αποσύνθεσης.

Μαζική παραγωγή σκουλικιών ή ανασχεδιασμός οδού αποδόμησης του πλαστικού των σκουληκιών στο εργαστήριο

Κοιτάζοντας προς το μέλλον, η ομάδα προτείνει δύο στρατηγικές για τη χρήση της ικανότητας των σκουληκιών του κεριού να καταναλώνουν πλαστικά. Η μία είναι να παραχθούν μαζικά σκουλήκια που θα τρέφονται με διατροφή πολυαιθυλενίου, παρέχοντάς τους παράλληλα τη διατροφική υποστήριξη που χρειάζονται για μακροχρόνια επιβίωση, και στη συνέχεια να ενσωματωθούν στην κυκλική οικονομία, χρησιμοποιώντας τα ίδια τα έντομα για την απόρριψη των πλαστικών αποβλήτων. Η άλλη είναι να ανασχεδιαστεί η οδός αποδόμησης του πλαστικού των σκουληκιών στο εργαστήριο, χρησιμοποιώντας μόνο μικροοργανισμούς και ένζυμα, ώστε να δημιουργηθεί ένας τρόπος απόρριψης πλαστικού που δεν χρειάζεται τα ίδια τα έντομα.

Στην προσέγγιση εκτροφής εντόμων, ένα παραπροϊόν θα ήταν μεγάλες ποσότητες βιομάζας εντόμων — αμέτρητες προνύμφες που έχουν τραφεί με πλαστικό. Αυτές θα μπορούσαν ενδεχομένως να μετατραπούν σε μια ιδιαίτερα θρεπτική ζωοτροφή για τη βιομηχανία ιχθυοκαλλιέργειας, καθώς, σύμφωνα με τα δεδομένα της ερευνητικής ομάδας, τα έντομα θα μπορούσαν να αποτελέσουν καλή πηγή πρωτεΐνης για τα εμπορικά ψάρια.

Πηγή:  WIRED