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服不服?这种毛毛虫能吃掉塑料垃圾!

提起毛毛虫,你一定不会陌生。肥嘟嘟的身躯、五颜六色的外表,给人留下了难以磨灭的印象。对于有毛毛虫恐惧症的人而言,它们大概是这个世界上最令人毛骨悚然的小生物了。


(警告!下方图片高能!!)

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令人过目难忘的毛毛虫。图片来源:Aeve Pomeroy


当然,对于在荒野中苦苦求生的贝爷来说,它们可是不容错过的“美味大餐”。

贝爷的“最爱”:毛毛虫(看着就想吐啊……)。图片来源于网络


近日,科学家又有了一个让人吓一跳的大发现:一种通常被用作鱼饵的毛毛虫居然天赋异禀:能降解聚乙烯!众所周知,很多塑料制品(尤其是塑料袋)都是由聚乙烯制成的——在欧洲,大约有40%的塑料制品是由聚乙烯制成的,全球每年使用的塑料袋更是以万亿计。这些东西好用是好用,但废弃后如何处理,则是让大伙儿都颇感棘手的一道难题。如今有了这种毛毛虫,人们似乎拿到了消灭这些垃圾的“终极武器”。


好了,言归正传,让我们以热烈的掌声欢迎这位毛毛虫界的“奇才”登场!


这种毛毛虫真名叫“蜡虫”,是大蜡螟(Galleria mellonella)的幼虫。对于蜂农来说,蜡虫绝对是“祸害”,因为大蜡螟会在蜂巢内产卵,孵化出的幼虫则以蜂蜡为食。对于可怜的蜂儿来说,这些家伙是不折不扣的“寄生者”。

大蜡螟成体。图片来源:Wikipedia


大蜡螟幼体——蜡虫。图片来源:Joyce Gross


虽然蜡虫“可恶”,此前倒也没有引发科学家过多的关注,然而,一个偶然的机会,让这些小家伙的一项特殊能力彻底暴露于世人面前。究竟是怎么回事?好吧,故事开始了……


话说有一位名叫Federica Bertocchini的科学家,她供职于西班牙国家研究委员会(CSIC),除了搞科研,这位女士的一大爱好便是养蜂。有一天,Bertocchini打算把蜂巢好好收拾一下,就随手把清理出来的蜡虫丢到了一个很普通的购物袋里。然而,让她大吃一惊的是,这个塑料袋不知怎么地布满了大大小小的洞!


Bertocchini百思不得其解,为了对这种现象给出一个合理的解释,她和同事们设计了一个巧妙的实验。他们找来大约一百条蜡虫,然后把它们放到一个塑料袋中。仅仅40分钟后,袋子上就开始出现一个个的洞;12小时后,这个袋子的重量居然减轻了92毫克(研究结果近日发表在了Current Biology 上)。

实验中,塑料袋的重量减轻了92毫克。图片来源:Current Biology


自然状态下,聚乙烯制品不花上个几百年是无法降解掉的。2016年,曾有一项研究声称发现了一种能“吃”塑料的细菌(点击阅读详细),在该项研究中,那些细菌一天下来“消灭”掉了0.13毫克的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料——尽管不多,已经让不少科学家喜出望外了!与之相较,蜡虫的降解能力明显要高出一筹。


“如果这种化学过程可归因于某种酶,那么采用生物技术手段来个大规模生产应该是可行的。”论文第一作者、来自剑桥大学的Paolo Bombelli表示,“对于正为遍布于城乡街头的塑料废品而挠头的人类而言,这一发现可谓一大福音。”


下面来看一下蜡虫为何能啃下这块“硬骨头”。研究者们认为,非常有可能的是,蜡虫在啃食蜂蜡和塑料(这里指的是聚乙烯制品)的过程中打破了相似的化学键。Bertocchini说:“蜂蜡是一种聚合物,可以算得上是某种自然界的塑料,其化学结构与聚乙烯相差不多”——当然,在分子层面上,这里面所涉及的很多细节仍有待研究。


接下来,利用光谱分析法,研究者对蜡虫吃塑料时是如何打破化学键的具体情况进行了分析,结果发现,这些小家伙实际上是把聚乙烯分解成了乙二醇,留下了一堆“单体”分子。


为了进一步证明蜡虫并不是仅仅通过啃咬在塑料袋上留下了一个个洞,而是实实在在地打破了化学键,研究人员特地碾碎了一些蜡虫,并将其涂抹于聚乙烯塑料袋上,结果与活体蜡虫实验非常相似,袋子上也留下了一个个洞。


Bombelli给出了解释:“这种毛毛虫能够产生某种破化聚乙烯化学键的物质,或许是在其唾液腺中,也可能与其肠道内的共生细菌有关。我们后面将尝试阐明该降解反应的分子过程,看看能否分离出起作用的物质(或许是酶)。”


有人曾说:塑料也许是我们这颗星球上最让人骄傲又令人纠结的发明之一。这些轻便、结实、造价低廉的东西给人类带来了极大的便利,却也制造了几乎同样大的麻烦,正在给环境和其他生物带来深层次影响。如何彻底化解这场“白色污染”危机?答案或许就藏在这种小小的毛毛虫身上。


原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

Polyethylene bio-degradation by caterpillars of the wax moth Galleria mellonella

Curr. Biol., 2017, 27, R292-R293, DOI: 10.1016/j.cub.2017.02.060


部分内容编译自:

http://www.cam.ac.uk/research/news/caterpillar-found-to-eat-shopping-bags-suggesting-biodegradable-solution-to-plastic-pollution


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