小昆虫成地球救星 发现大蜡蛾幼虫分解塑料的秘密
简介:研究发现,大蜡蛾幼虫的唾液能降解聚乙烯。图片来源:César Hernández/CSIC蜂蜡当中富含酚类物质,这种酶可以帮助
蜂蜡当中富含酚类物质,这种酶可以帮助蜡虫分解蜂蜡。图片来源:Richard Woeber/Pixabay
(神秘的地球uux.cn)据环境信息中心(姜唯 编译;许祖菱、林大利审校):西班牙高等科学研究委员会(CSIC)的科学家在2017年就已发现,大蜡蛾(Greater Wax Moth,学名:Galleria mellonella)幼虫可以降解聚乙烯,此特性有望应用于处理塑料废弃物上。
如今他们更进一步发现其运作机制──这是因为大蜡蛾幼虫的唾液,含有属于酚氧化酶族的酶,这种酶在室温下就可以迅速降解聚乙烯。这份研究成果已刊登于《自然通讯》(Nature Communications)期刊。
蜡虫唾液的秘密武器
这项研究的主持者,现任CSIC生物研究中心研究员弗雷德里卡.贝托奇尼(Federica Bertocchini)表示,这些酶是第一种,也是唯一一种已知不需经初步处理,就可降解聚乙烯的酶。
聚乙烯是最坚韧和使用最广泛的塑料原料之一,与聚丙烯、聚苯乙烯合计占塑料总产量的70%。然而,目前所知只有少数微生物能降解聚乙烯,且需要在特定条件下,它们才会缓慢地降解塑料。
几年前,贝托奇尼的团队就发现属于鳞翅目的大蜡蛾幼虫,只需要接触塑料1个小时,其唾液中的酶就能迅速氧化和分解塑料中的聚合物。
贝托奇尼解释:「要降解塑料,必须让氧气穿透聚合物(塑料分子),这是氧化的第一步。在正常的环境条件下,通常是透过曝晒在阳光或高温下数月,甚至数年才能做到,这也是聚乙烯等塑料降解过程中的瓶颈。」而大蜡蛾幼虫的唾液可以氧化塑料,克服瓶颈以加速塑料分解。
源于蜂蜡的超能力
研究人员使用电子显微镜,分析了蜡虫唾液里的大量蛋白质,并从唾液中分离出两种酶,可以复制唾液的氧化作用。这两种属于多酚氧化酶族的酶,分别是Demetra和Ceres。
至于大蜡蛾幼虫为何有这种特殊的能力?研究人员推测,为了抵御昆虫或幼虫咬食,有些植物中含有酚类物质,连带蜂蜡中也含有酚。而大蜡蛾幼虫是以蜂蜡和花粉为食,为了能顺利进食,经长时间演化后,它们的唾液里就有了这种特殊的酶。刚好,酚也用在塑料的添加剂里,于是,大蜡蛾幼虫的唾液就有了可以分解塑料的能力。但研究人员强调,这些只是推测,需要进一步研究才能了解其运作。
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