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虽然以前已经发现有能够进行生物降解的生物，但是其生物降解速率很低，难以规模化、工业化。近日，研究人员发现，有一种毛毛虫能够高效地生物降解塑料垃圾，有望于彻底地解决塑料污染。 图 | 培养皿中的蜡虫标 科学家发现有一种常被用作鱼饵的毛毛虫能够生物降解聚乙烯。聚乙烯是最坚韧和最常用的塑料之一，它们经常以塑料购物袋的形式被丢弃在垃圾填埋场中。 这种毛毛虫又称“蜡虫”，是常见昆虫蜡螟或者大蜡螟的幼虫。在欧洲，它们是损害蜂箱的罪魁祸首；在野外，蜡虫通常是蜂群的寄生虫。大蜡螟在蜂巢中产卵，孵化出的幼虫又以蜂蜡为食，因为得名为“蜡虫”。 西班牙坎塔布里亚生物医学和生物技术研究所的Federica Bertocchini是一名科学家，也是一名业余的养蜂爱好者。有一次，他将蜂窝中的寄生虫（蜡虫）移除，然后将其暂时保存在一种常见的塑料购物袋中，结果，他发现塑料袋出现了很多孔。 Bertocchini与剑桥大学的生物化学系的Paolo Bombelli和Christopher Howe合作，进行了一项同步实验。剑桥大学的两名研究人员将约100只蜡虫放入一个塑料袋（来自英国超市）中，大约在40分钟后，塑料袋上开始出现孔；12小时后，塑料袋的质量较少了92毫克。 这几位科学家说，与最近的其他发现相比，这种毛毛虫的降解速率非常快。例如，去年有媒体报道了一种用于生物降解的细菌，其降解速率仅能达到每天0.13毫克。 图 | 塑料被10只蜡虫在30分钟内生物降解 Paolo Bombelli说：“如果是一种酶负责这个生物降解的过程，那么应该可以利用生物技术大规模地生产这种酶，然后集中处理塑料垃圾。这一发现，对消除垃圾填埋场和海洋中积累的聚乙烯塑料袋具有重要意义。”Paolo Bombelli是该研究论文的第一作者。 聚乙烯主要用于包装行业，目前约占欧洲塑料产品总需求的40％，其中高达38％的塑料被丢弃在垃圾填埋场中。全世界范围内，人们每年则要使用大约1万亿个塑料袋。 一般而言，塑料具有很强的抗降解能力，甚至很小块的塑料也难以在生态系统中自动降解，这给环境带来了很大负担。 然而，大自然可能会提供解决方案。蜡虫生存所需的蜂蜡包括高度不同的脂质化合物：活细胞的基本分子、脂肪、油脂和一些激素。 尽管蜡虫生物降解塑料的分子机理还不清楚，但是，这些研究人员认为消化蜂蜡和消化聚乙烯的过程可能相似：破坏相似类型的化学键。 图 | 蜡虫生物降解的特写镜头。实验中使用的聚乙烯塑料购物袋来自英国超市。 该研究的另一位主要作者Bertocchini说：“蜂蜡是一种聚合物，一种‘天然塑料’，有着与聚乙烯相似的化学结构。” 研究人员利用光谱分析，结果显示塑料中的化学键断裂了。分析表明，蜡虫能将聚乙烯转化成乙二醇，乙二醇是未键合的“单体”分子。 为了证实上述“降解过程”不是因为毛毛虫咀嚼而造成的，该研究团队将其中一些虫子捣碎，并将其涂敷到聚乙烯袋子上，他们得到了相似得结果。 Bombelli说：“这就证明了这些毛毛虫不仅仅是单纯地咀嚼掉这些塑料袋（而不改变聚合物分子的化学键），实际上，聚乙烯塑料袋的聚合物链已经被破坏了。” “毛毛虫产生了某种破坏塑料袋中化学键的物质，它可能来自于唾液腺；也可能是肠道中的共生细菌。我们下一步就是弄清楚反应过程中的分子过程，并查明我们是否能够分离出负责降解过程的酶。” 研究人员表示，如果降解过程的分子机理被揭晓，工业规模的生物技术将会成为解决聚乙烯废物的主要方案。 Bertocchini补充道：“我们正计划找出一个可行的方式，将这一发现用于消除塑料废物；我们正积极寻找解决方案以拯救我们的海洋、河流以及一切不可避免受到塑料污染的环境。” - END - 编辑：Steven 「DeepTech深科技」招募全球记者、采编。申请加入：hr@mittrchina.com |
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