W świetle kryzysu odpadów plastikowych nękających naszą planetę, nowatorskie rozwiązanie może leżeć w rodzaju robaka, który może biodegradować plastik. Czy robaki woskowe mogą być stosowane na wystarczająco dużą skalę, aby mieć znaczący wpływ?
–
Polietylen (PE) jest rodzajem tworzywa sztucznego pochodzącego z ropy naftowej. Jest najczęściej stosowanym tworzywem sztucznym i ma wiele zastosowań, w tym torby na zakupy spożywcze, zabawki dla dzieci i opakowania na żywność. PE zaspokaja około 40% całkowitego zapotrzebowania na opakowania z tworzyw sztucznych w produktach, a jego wpływ na środowisko jest znaczący, ponieważ nie ulega biodegradacji. Utylizuje się go poprzez spalanie, degradację chemiczną, a także na wysypiskach śmieci, a wszystkie te procesy powodują dalszą degradację środowiska.
Globalny rynek PE wynosił 103,49 mld USD w 2018 r. i przewiduje się, że do 2026 r. Osiągnie 143,30 mld USD, ilustrując wykładniczy wzrost popytu na substancję pomimo rosnącego parcia w kierunku gospodarki ekologicznej.
Nowe rozwiązanie, aby złagodzić ten kryzys może leżeć w robakach woskowych. W przypadkowym odkryciu, naukowiec Frederica Bertocchini odkrył, że te robaki tworzą dziury w plastikowej torbie. Aby rozwinąć swoje odkrycie, połączyła siły z naukowcami z Uniwersytetu w Cambridge i potwierdziła, za pomocą kilku eksperymentów, że robaki są w stanie rozłożyć wiązania chemiczne PE.
Sam PE potrzebuje setek lat, aby się rozłożyć, w zależności od jego formy i zastosowania. Na przykład, rozkład plastikowej torby może trwać do 10 do 20 lat, podczas gdy plastikowe butelki mogą trwać 450 lat. Nawet w przypadku degradacji chemicznej, rozkład trwa kilka miesięcy. W jednym z badań naukowcy odkryli, że 100 robaków woskowych było w stanie biodegradować 92 miligramy PE w ciągu 12 godzin, czyli około 2,2 otworów na godzinę na robaka.
Jak robaki woskowe jedzą plastik?
Odpowiedź leży w fizjologii robaka. Ćmy woskowe składają jaja w ulach pszczelich, aby umożliwić robakom woskowym odżywianie się woskiem pszczelim w celu uzyskania składników odżywczych. Zarówno PE jak i wosk pszczeli są polimerami składającymi się z podobnych wiązań chemicznych. Uważa się, że zdolność robaków do rozkładania wosku pszczelego jest podobna do ich zdolności do rozkładania plastiku.
Jednakże nadal nie jest jasne, czy zdolność ta pochodzi od enzymów znajdujących się na skórze robaka woskowego, czy od mikrobów znajdujących się w jego jelicie. Aby wykluczyć mechaniczną degradację spowodowaną żuciem i chrupaniem plastiku przez robaki woskowe, naukowcy stworzyli mieszankę zmiażdżonych robaków woskowych i rozprowadzili ją na cienkim arkuszu plastiku PE na dwie godziny. Wyniki pokazały, że mieszanina martwych robaków rzeczywiście biodegradowała PE w jeszcze większym tempie niż żywe robaki.
W niedawnym badaniu przeprowadzonym przez Uniwersytet Pondicherry w Indiach naukowcy znaleźli podobne wyniki w przypadku mniejszego gatunku robaka woskowego, z tempem biodegradacji 2,01 otworów na godzinę w folii PE. Jednym z kluczowych elementów tego badania było porównanie przeżywalności robaków woskowych żywiących się wyłącznie PE z tymi, które otrzymywały tradycyjną dietę dla robaków woskowych. Odsetek przeżywalności robaków żywiących się grzebieniem woskowym wynosił 92%, natomiast robaków żywiących się PE – 80%. PE sam w sobie nie zawiera wystarczających wartości odżywczych dla robaków i te robaki, które przeżyły, uciekły się do jedzenia martwych robaków w celu odżywiania się.
To podnosi kwestię etyki i może spowodować konflikt z grupami praw zwierząt, jeśli ta koncepcja zarządzania odpadami z tworzyw sztucznych miałaby być przeprowadzona na dużą skalę. Dodawanie składników odżywczych do mieszanin PE może rozwiązać ten problem, ale może wymagać więcej zasobów.
Oprócz tego, jeśli robaki woskowe zostały przypadkowo uwolnione do środowiska naturalnego, walczące populacje pszczół mogą być poważnie dotknięte. Robaki woskowe są uważane za szkodniki przez większość pszczelarzy, ponieważ mogą szybko niszczyć i przegryzać plastry miodu.
Jednakże, w świetle tych etycznych i środowiskowych obaw, pomysł nie powinien być może polegać na produkowaniu milionów robaków woskowych na farmach, ale raczej na wyizolowaniu i wyodrębnieniu enzymu lub bakterii odpowiedzialnych za degradację PE i stworzeniu przemysłowego rozwiązania enzymatycznego do wykorzystania na dużą skalę.
Aspekt finansowy tworzenia enzymów przemysłowych jest znany jako dość kosztowny i może stanowić barierę dla rynku globalnego. Ekstrakcja, oczyszczanie i przechowywanie enzymów są złożone i wymagają specyficznego sprzętu. Jest to podobna bariera, która uniemożliwia komercyjny sukces bioetanolu jako czystszej alternatywy dla paliw nieodnawialnych z powodu wysokich kosztów komercyjnych enzymów celulazowych. Ale jeśli to rozwiązanie problemu odpadów PE okaże się realne, być może te wysokie koszty mogłyby być subsydiowane przez rządy i inne partie proekologiczne.
Woskownice nie są jedynymi robakami, które są w stanie biodegradować określone rodzaje tworzyw sztucznych; mączniki są również znane z biodegradacji pianki polistyrenowej. Rozwiązanie kryzysu związanego z odpadami z tworzyw sztucznych będzie wymagało współpracy wielu branż, a jedną z nich może być wykorzystanie robaków woskowych. Ogólnie rzecz biorąc, potencjał rozwiązań biochemicznych jest bardzo obiecujący i powinien być dalej badany.
