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科学家发现一种吃塑料的毛虫。它能帮助我们解决塑料危机吗?

目前已知的“塑料食者”(即以塑料为食的生物)已有50多个物种。其中,大蜡螟的幼虫为科学家们对抗塑料污染带来了希望。

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一只蜡虫,即大蜡螟的幼虫。图片来源:Kuttelvaserova Stuchelova/Shutterstock

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每年,人类生产约3亿吨塑料,并将其运往世界各地,最终送往垃圾填埋场。问题不止于此。自塑料进入我们的生活以来,半个世纪过去了,微小的塑料颗粒已经遍布我们的海洋、生态系统甚至我们的身体。到目前为止,人类一直在努力处理这些塑料。

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但解决方案可能有了新希望。科学家们发现了一种喜欢吃这种不可降解垃圾的毛虫。这些昆虫不会拯救我们免于塑料污染,但弄清楚它们如何消化这些垃圾可能会带来解决方案。

“大自然为我们提供了一个绝佳的起点,可以模拟如何有效地生物降解塑料,”马尼托巴省布兰登大学的生物学家兼研究作者 Christophe LeMoine 说。“但在使用这项技术之前,我们还有一些难题需要解决,所以在研究人员找到解决方案之前,最好还是继续减少塑料垃圾。”

大蜡螟毛虫啃食塑料袋。(图片来源:Harald Grove/Brandon University)

Harald Grove/Brandon University

减少塑料垃圾

从斯塔滕岛到上海,世界正 逐渐认识到塑料的危害。政策制定者已开始尝试减少一次性塑料,如购物袋和吸管。他们也取得了一些成效。就在上周,纽约州一项全州法律生效,禁止商家向顾客提供塑料袋。中国也表示将在今年年底前在其所有主要城市采取类似措施。一些大型企业甚至尝试使用可重复使用的包装,用于洗发水瓶和牙膏管等产品。

但与此同时,世界大部分地区的回收利用已陷入停滞。即使人类今天能够神奇地停止生产新的塑料,地球仍然会留下堆积如山的不可降解垃圾。

吞食塑料的肠道微生物

科学家称之为“塑料食者”的生物群落带来了一线希望。正如其名所示,这些生物乐于吞食一些最常见的塑料。到目前为止,研究人员已发现50多个物种的微生物,主要是细菌和真菌,它们可以将塑料转化为能量。最近,他们还发现了几种以食用聚乙烯(一次性塑料袋的主要成分)为生的昆虫。

LeMoine 和他的布兰登大学团队专注于其中一种昆虫:大蜡螟的幼虫。研究人员特别对这种毛虫如何与其肠道内的微生物(即其微生物群)一起分解和代谢塑料感兴趣。这项工作包括将蜡虫肠道中的细菌分离出来,并在实验室中单独培养。他们发现,一种特定种类的细菌确实可以在纯塑料中生存一年。

但这种饮食习惯并非仅靠奇迹般的细菌。相反,科学家们发现毛虫与其肠道微生物之间存在“非常密切的合作关系”。两者都可以单独消耗塑料。然而,当两者协同作用时,塑料的生物降解速度会大大加快。此外,研究人员发现,食用塑料的毛虫体内肠道微生物的数量要高得多。

大蜡螟幼虫吃塑料袋。(图片来源:Harald Grove/Brandon University)

Harald Grove/Brandon University

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蜡虫前来救援

这些毛虫也不是为现代世界而进化的变种。这些所谓的蜡虫实际上是蜜蜂的害虫,它们会侵入蜂巢并以蜂巢蜡为食。

对人类来说,吞食美味的蜂巢蜡和啃食塑料袋听起来可能不一样;但对这些蜡虫来说,两者在营养上是等价的。研究人员表示,蜂巢蜡的结构实际上是由碳和氢的长链组成的,这些分子被称为碳氢化合物。这些碳氢化合物链与人类广泛使用的化石燃料衍生的塑料的构成物质相同。

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“蜡虫及其肠道细菌必须分解(蜂巢蜡中的)这些长链,”LeMoine 说。“可以推测,由于塑料的结构相似,它们也能利用这种机制,将聚乙烯塑料作为营养来源。”事实上,一些肠道细菌似乎在吃塑料时表现得更好

一群非常饥饿的毛虫能吃掉多少塑料?据科学家称,大约60只蜡虫在一周内吃完了一个火柴盒大小的塑料袋。显然,世界需要大量的毛虫来解决其塑料问题。

但 LeMoine 表示,这并非重点。“蜡虫并非解决塑料污染的即时方案,”他说。

然而,如果科学家们能够揭示是什么让这些毛虫及其肠道细菌蓬勃发展,他们或许就能设计出消除塑料的工具。“对这种协同作用如何运作的更好理解,可以指导未来设计‘完美’的塑料生物降解系统的努力,”他说。

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这个目标远未完成。

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