Plastikædende larver fundet i Kenya

Der er sket en spændende ny opdagelse i kampen mod plastikforurening: Larver, der kan fortære og nedbryde polystyren.

Larverne slutter sig til rækken af en lille gruppe insekter, der har vist sig at være i stand til at æde sig igennem den svært nedbrydelige og forurenende plastik.

Det er første gang, forskere er stødt på en insektart hjemmehørende i Afrika, som kan fortære polystyren.

Polystyren, som også kaldes styrofoam, er et plastmateriale, der ofte bliver brugt til at fremstille emballage i industrien samt elektronik og fødevarer.

Det er svært nedbrydeligt og derfor også holdbart. Traditionelle genbrugsmetoder - som kemisk og termisk behandling - er dyre og kan skabe forurenende stoffer.

Sejlivet affald

Det er én af grundene til, at vi ønskede at udforske biologiske metoder til at håndtere det sejlivede affald.

Jeg er en del af et hold af forskere fra International Center of Insect Physiology and Ecology, som har fundet, at larver af hønseribillen (Alphitobius diaperinus) kan tygge sig vej gennem polystyren.

Hønseribille-larverne har særlige bakterier i tarmen, som hjælper med at nedbryde materialet.

Larvestadiet varer mellem 8 og 10 uger. Larverne lever i stalde, foderlagre og hønserier, hvor der ikke alene er varmt, men også en konstant fødeforsyning - ideelle betingelser for, at larverne kan vokse og formere sig.

Selvom hønseribille-larverne menes at have oprindelse i Afrika, findes de i mange lande rundt om i verden. Den art, vi identificerede i vores studie, er muligvis en underart af Alphitobius-slægten. Vi er i gang med yderligere undersøgelser for at bekræfte denne teori.

Plastforurening på kritisk højt niveau

Vores studie undersøgte også insektets tarmbakterier. Vi ønskede at identificere de bakteriesamfund, der kan understøtte den proces, der nedbryder plastikken.

Plastforureningen er på et kritisk højt niveau i flere afrikanske lande.

Selvom plastaffald også globalt er et stort miljøproblem, står Afrika over for en særlig udfordring som følge af stor import af plastprodukter, lavt niveau af genanvendelse og manglende genbrug af disse produkter.

Ved at studere disse naturlige 'plastikædere' håber vi at kunne skabe nye værktøjer, der hjælper med at komme plastikaffaldet hurtigere og mere effektivt til livs.

I stedet for at slippe et stort antal af disse insekter løs på lossepladserne (hvilket ikke er praktisk), kan vi bruge de mikrober og enzymer, de producerer, på fabrikker, lossepladser og oprydningssteder. Det betyder, at plastikaffaldet kan tackles på en måde, der er nemmere at håndtere i stor skala.

Vores stuides nøglefund

Over en måned gennemførte vi et forsøg, hvor larverne blev fodret med henholdsvis:

• Udelukkende polystyren.
• Udelukkende klid (et næringstæt foder).
• En kombination af polystyren og klid.

Vi fandt en højere overlevelsesrate blandt larver, som fik både polystyren og klid, end blandt de larver, som udelukkende blev fodret med polystyren.

Vi fandt også, at larverne, som fik både polystyren og klid, fortærede polystyren mere effektivt end de larver, som fik en kost udelukkende bestående af polystyren.

Det belyser vigtigheden af at sikre, at insekterne stadig får en næringstæt kost.

Selvom larverne godt kunne overleve på en kost, der udelukkende bestod af polystyren, fik de ikke nok næring til at sikre, at de effektivt kunne nedbryde polystyren.

Dette fund understreger vigtigheden af en balanceret kost, så insekterne kan fortære og nedbryde plastik optimalt. Insekterne kan spise polystyrenet, fordi det hovedsageligt består af kulstof og brint, som kan være en kilde til energi.

Larverne, som fik både polystyren og klid, var i stand til at nedbryde cirka 11,7 procent af den totale mængde polystyren i løbet af forsøgsperioden.

Markante ændringer i tarmbakterierne

Analysen af larvernes tarm afslørede markante ændringer i bakteriesammensætningen afhængigt af kosten.

Det er afgørende, at vi forstår disse forandringer i bakteriesammensætningen, fordi det afslører, hvilke mikrober der er aktivt involveret i at nedbryde plastik.

Det vil hjælpe os med at isolere de specifikke bakterier og enzymer, der kan udnyttes til plastiknedbrydningen.

Tarmene hos laver, som blev fodret med polystyren, viste sig at indeholde et højere niveau af proteobacteria- og firmicutes-bakterier, der kan tilpasse sig forskellige miljøer og nedbryde en lang række komplekse stoffer.

Bakterier som kluyvera, lactococcus, citrobacter og klebsiella, som der også var mange af, er kendt for at producere enzymer, der er i stand til at fordøje syntetisk plast. Bakterierne er ikke skadelige for insektet eller for miljøet, når de bruges hensigtsmæssigt.

Afgørende rolle i nedbrydningen af plastik

Den store mængde bakterier peger på, at de spiller en afgørende rolle i nedbrydningen af plastikken.

Det kan betyde, at larverne måske ikke naturligt har evnen til at spise plastik, men at bakterierne i deres tarme ændrer sig for at hjælpe med at nedbryde plastik, hvis larverne spiser det.

På denne måde kan mikroberne i larvernes tarme tilpasse sig usædvanlige kostvaner, som for eksempel plastik.

Resultaterne understøtter vores hypotese om, at tarmen hos visse insekter kan hjælpe med nedbrydning af plastik. Det skyldes sandsynligvis, at bakterierne i deres tarm kan producere enzymer, der nedbryder plastikpolymerer (basismaterialer til plastproduktion, red.).

Det øger muligheden for at isolere disse bakterier og de producerede enzymer for at skabe mikrobielle løsninger, der kan adressere plastaffald i større skala.

Hvad nu?

Visse insektarter, som for eksempel melskrubbe (Tenebrio molitor) og superorme (Zophobas morio), har allerede demonstreret evnen til at fortære plastik. De er i stand til at nedbryde materialer som polystyren ved hjælp af bakterier i deres tarm.

Vores forskning er unik, fordi den fokuserer på insektarter hjemmehørende i Afrika, som ikke er grundigt undersøgt i forbindelse med plastiknedbrydning.

Dette regionale fokus er vigtigt, fordi insekterne og miljøforholdene i Afrika muligvis er anderledes end i andre dele af verden, hvilket potentielt kan levere ny indsigt og praktiske løsninger på plastikforureningen i afrikanske miljøer.

Naturlig affaldsreduktion

Hønseribille-larvernes evne til at fortære polystyren peger på, at de kan spille en rolle i naturlig affaldsreduktion, især for plasttyper der er resistente over for konventionelle genbrugsmetoder.

Fremtidige studier kan fokusere på at isolere og identificere de specifikke bakteriestammer involveret i polystyrennedbrydning og undersøge deres enzymer.

Vi håber på at kunne løfte sløret for, om enzymerne kan produceres i stor skala til genanvendelse af affald.

Derudover kan vi udforske andre typer plastik for at teste dette insekts evne til at blive bredt anvendt i håndteringen af affald.

En opskalering af brugen af hønseribille-larver til nedbrydning af plastik vil også kræve strategier, som sikrer insekternes sundhed ved fortæring af plast over længere tid samt at evaluere sikkerheden ved at bruge insektbiomasse til dyrefoder.

Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation og er oversat af Stephanie Lammers-Clark.