人們每天使用的塑料袋、塑料瓶和塑料包裝無處不在，雖然方便了生活，卻也留下了巨大的環(huán)境隱患。很多不起眼的廢塑料因為無法降解，不僅造成“白色污染”，甚至還對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、動物生存和土地資源構(gòu)成威脅。那么自然界有沒有什么生物能夠降解塑料呢？
為斜紋夜蛾與草地貪夜蛾幼蟲對聚苯乙烯的生物降解的邏輯。（課題組供圖）
近日，浙江農(nóng)林大學林業(yè)與生物技術(shù)學院教授吳鴻、浙江省農(nóng)業(yè)科學院植物與微生物研究所副研究員張玨鋒、浙江農(nóng)林大學林業(yè)與生物技術(shù)學院博士研究生唐婭媛等，經(jīng)過長期研究，發(fā)現(xiàn)了斜紋夜蛾與草地貪夜蛾幼蟲對聚苯乙烯具有生物降解能力，最新研究成果論文發(fā)表在《危險材料雜志》上。
“該研究不僅首次證實了兩種夜蛾科幼蟲對聚苯乙烯的生物降解能力，相關(guān)成果也是對微塑料影響農(nóng)林昆蟲的重要補充。”吳鴻說，該研究提出了一種主要由腸道菌群介導的降解機制，說明了宿主和腸道微生物菌群共同對聚苯乙烯的生物降解起作用。這一突破，激發(fā)了通過分離關(guān)鍵的微生物-酶共生體來開發(fā)塑料降解系統(tǒng)的可行性，為塑料廢物處理提供了一種可持續(xù)的高效、環(huán)保解決方案。
大家常見的塑料，也就是聚苯乙烯在農(nóng)業(yè)上的有著廣泛的應用，包括農(nóng)藥緩釋載體、地膜、土壤改良劑、保溫膜以及水培植物漂浮板等，在助力農(nóng)業(yè)發(fā)展的同時，也導致農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的微塑料及納米塑料濃度的增加。
“這些微塑料及其代謝產(chǎn)物會對土壤微生物群落，以及暴露其環(huán)境中的蚯蚓、蝸牛以及各種昆蟲產(chǎn)生影響，并還可能通過食物鏈積累與轉(zhuǎn)移，進而對各種形式的生物體造成毒理學風險，對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性產(chǎn)生更深遠的影響。”論文第一作者、浙江農(nóng)林大學林業(yè)與生物技術(shù)學院博士研究生唐婭媛介紹說，塑料的生物降解主要集中在鞘翅目擬步甲科及鱗翅目蠟螟科，而夜蛾科幼蟲對塑料的生物降解知之甚少。作為農(nóng)林生態(tài)系統(tǒng)中的重大害蟲斜紋夜蛾和草地貪夜蛾，極易通過攝食和呼吸暴露于塑料環(huán)境中，然而這兩種幼蟲對聚苯乙烯是否有生物降解能力，以及塑料對它們存在何種影響，此前尚未得知。
唐婭媛的相關(guān)研究表明，聚苯乙烯在經(jīng)過幼蟲消化系統(tǒng)的“加工”后，排泄物的熱穩(wěn)定性變差，含氧官能團(C-O, C=O, -OH)增多且殘留聚合物分子量顯著降低。幼蟲取食聚苯乙烯后腸道微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，分別探明了兩種幼蟲腸道中與聚苯乙烯生物降解相關(guān)的核心菌群，且預測到與降解相關(guān)的酶（單加氧酶，雙加氧酶，過氧化物酶，角質(zhì)酶等）在取食聚苯乙烯的幼蟲腸道中顯著上調(diào)；研究結(jié)果表明了擁有更多聚苯乙烯生物標志物組成的協(xié)同代謝網(wǎng)絡，更有利于幼蟲對聚苯乙烯的高效取食與降解。
此外，幼蟲體內(nèi)檢測到的聚苯乙烯代謝產(chǎn)物與取食塑料后腸道核心菌群的富集正相關(guān)；降解過程中代謝途徑的改變，尤其是碳水化合物與脂質(zhì)代謝途徑的紊亂，揭示了幼蟲對聚苯乙烯的應激反應。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.138178
本文鏈接：http://www.wbe-yiqi.com/news-8-3681-0.html這兩種蟲子能對塑料進行生物降解，為塑料廢物處理提供新方案
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