□文/王偉力

白色污染觸目驚心，圖為黃鸝用塑料薄膜做巢育幼鳥(niǎo)

據(jù)估計(jì)，2019年全球塑料產(chǎn)量約為4億噸，其中聚苯乙烯（PS）約3 300萬(wàn)噸。PS聚合物的結(jié)構(gòu)極為穩(wěn)定，特別難以被生物降解，再加上經(jīng)常未經(jīng)回收就被隨意丟棄，因此成為環(huán)境中積聚的主要塑料垃圾之一。

而一項(xiàng)最新研究向人們介紹了一種專吃PS的超級(jí)蠕蟲(chóng)，它們會(huì)是人類解決塑料問(wèn)題的超級(jí)終結(jié)者嗎？

很多食腐蠕蟲(chóng)都愛(ài)吃塑料

食腐蠕蟲(chóng)已經(jīng)在地球上爬行了1億年。從以蛇頸龍骨頭為食的食骨蠕蟲(chóng)，到如今在后院享用腐爛有機(jī)物的粉虱和蛆，它們的食物隨著時(shí)間的變化也不斷發(fā)生改變。

當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)自己正處于一場(chǎng)塑料污染危機(jī)中時(shí)，科學(xué)家已經(jīng)嘗試用PS泡沫來(lái)喂養(yǎng)大麥蟲(chóng)的幼蟲(chóng)，即所謂的超級(jí)蠕蟲(chóng)。

據(jù)發(fā)表在《整體環(huán)境科學(xué)》雜志上的研究結(jié)果，這些蠕蟲(chóng)不僅能夠以這種塑料作為唯一的食物，而且研究人員還發(fā)現(xiàn)是由它們腸道的微生物群降解了PS，并將此高分子材料轉(zhuǎn)化為二氧化碳。

美國(guó)斯坦福大學(xué)土木與環(huán)境工程博士生安雅·布蘭登對(duì)此評(píng)論道：“現(xiàn)在我們看到了很多種能夠吃掉并且降解PS、聚乙烯等塑料的小蟲(chóng)子，這真的很有趣。很多像超級(jí)蠕蟲(chóng)或粉虱這樣的蟲(chóng)子，會(huì)隨著時(shí)間的推移轉(zhuǎn)變?yōu)榉纸庹撸鼈儠?huì)吃掉并分解所發(fā)現(xiàn)的各種材料。”

高效的塑料分解者

幾年前，北京理工大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的研究人員對(duì)粉虱和黃粉蟲(chóng)的幼蟲(chóng)進(jìn)行了研究，并報(bào)告說(shuō)，這些蠕蟲(chóng)能夠降解和礦化PS，并證實(shí)由腸道細(xì)菌分解了PS。

粉虱

在他們的最新項(xiàng)目中，研究小組想看看超級(jí)蠕蟲(chóng)是否也能消化和分解泡沫塑料，這個(gè)名字來(lái)源于它們令人印象深刻的體形和巨大胃口。

大麥蟲(chóng)的幼蟲(chóng)長(zhǎng)度在3～6厘米，是粉虱幼蟲(chóng)體長(zhǎng)的4倍，這意味著它們有可能是高效的塑料分解者。

事實(shí)也是如此，當(dāng)給超級(jí)蠕蟲(chóng)喂食PS時(shí)，它們的平均食用量是粉虱幼蟲(chóng)的4倍，約為0.58毫克/天。

在28天的時(shí)間里，研究小組僅使用泡沫塑料作為超級(jí)蠕蟲(chóng)組的食物，而對(duì)照組則以普通的麩皮作為食物。為了測(cè)試蠕蟲(chóng)如何消化PS，研究人員分析了蠕蟲(chóng)產(chǎn)生的蛀屑和排泄物，發(fā)現(xiàn)蠕蟲(chóng)已經(jīng)將長(zhǎng)鏈PS分子降解成低分子量的產(chǎn)物。

研究人員還將這些超級(jí)蠕蟲(chóng)放在兩個(gè)不同的玻璃培養(yǎng)箱中，一組蠕蟲(chóng)已經(jīng)飼喂過(guò)PS塑料，另一組則沒(méi)喂過(guò)任何東西。培養(yǎng)箱用橡皮塞密封，并充滿了沒(méi)有二氧化碳的壓縮空氣。之后，研究人員收集了每個(gè)玻璃培養(yǎng)箱中產(chǎn)生的二氧化碳，并將飼喂過(guò)塑料的蠕蟲(chóng)組產(chǎn)生的二氧化碳總量減去對(duì)照組產(chǎn)生的二氧化碳總量。呼吸測(cè)量試驗(yàn)表明：這些超級(jí)蠕蟲(chóng)已經(jīng)將攝入36.7%的泡沫塑料轉(zhuǎn)化為二氧化碳。

超能力來(lái)自腸道微生物群

超級(jí)蠕蟲(chóng)降解PS塑料的能力來(lái)自其腸道微生物群。研究小組使用抗生素來(lái)抑制蠕蟲(chóng)的腸道微生物群，之后發(fā)現(xiàn)，這會(huì)抑制它們降解塑料的能力。

北京的研究人員在他們的論文中寫(xiě)道，他們希望此發(fā)現(xiàn)能“為利用粉虱降解聚乙烯或橡膠等材料開(kāi)辟一條新的途徑”。

大麥蟲(chóng)可能是高效的塑料分解者

特別是這類研究提示了人們可以從這些蠕蟲(chóng)的腸道中去尋找某一種酶，這種酶可以降解塑料，并且可以擴(kuò)大規(guī)模并商業(yè)化。

北京研究團(tuán)隊(duì)的領(lǐng)導(dǎo)者楊宇表示，他們正朝著這個(gè)目標(biāo)努力，他在一封寫(xiě)給《科學(xué)家》雜志的電子郵件中提到“現(xiàn)在我們正在從超級(jí)蠕蟲(chóng)的腸道中分離出一些細(xì)菌，并測(cè)試它們的塑料降解能力”。

西班牙馬德里瑪格麗塔薩拉斯生物研究中心的發(fā)育生物學(xué)家費(fèi)德里卡·貝托奇奇尼也這樣認(rèn)為：“我非常有信心，我們能分離鑒定出相關(guān)酶，并最終開(kāi)發(fā)出一個(gè)生物試劑盒?！?/p>

不怕毒，樂(lè)助蝦

由于粉虱和超級(jí)蠕蟲(chóng)的蛋白質(zhì)、脂肪含量高，因此通常作為鳥(niǎo)類和爬行動(dòng)物的寵物食品。2019年12月，布蘭登和她的同事發(fā)現(xiàn)，這些蠕蟲(chóng)所食用的PS中包括一種常見(jiàn)的有毒阻燃劑六溴環(huán)十二烷（HBCD），但是這些蟲(chóng)子仍然可以作為其他動(dòng)物的安全食品而出售。

布蘭登等人曾預(yù)想HBCD等化學(xué)物質(zhì)會(huì)在蝦體內(nèi)發(fā)生生物累積，但研究小組發(fā)現(xiàn)：無(wú)論是喂食含有HBCD的PS還是飼喂正常飼料，這些粉虱都一樣健康；用這些喂食了HBCD的粉虱去投喂蝦，蝦也同樣保持健康。

然而，這些食腐蠕蟲(chóng)是否已經(jīng)進(jìn)化并適應(yīng)了進(jìn)食新材料的環(huán)境，或者它們是否會(huì)一直具有消化塑料的能力，仍然是個(gè)謎。

布蘭登說(shuō)：“可能只是在偶然情況下，這些蟲(chóng)子獲得了一種可以啟動(dòng)消化塑料這一過(guò)程的酶?！?/p>

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