乐鱼,虫子吃塑料：一袋小米带来的科学突破

时间：2024-08-03

本报练习生 韩扬眉 本报记者 王佳雯

近日，北京航空航天年夜学化学学院传授杨军的一次科普演讲引发了社会各界的存眷。本来，这位科学家偶尔间将虫子与塑料挂上了钩。

塑料能被虫子“吃失落”？这是不是意味着，搅扰人类的����APP“白色污染”找到了最终处理路子？如许的等候，让杨军的演讲敏捷成为热议话题。

偶尔的科学发觉

2004年春节，杨军从家中橱柜里拿出一袋小米预备煮粥时，发觉装米的塑料袋上有很多孔洞，还虫子和飞蛾爬出。

米坏了，不克不及吃，赶快处置扔失落，这是很多人看到上述情形时的天然反映。不外，这一幕却给了博士卒业在清华情况项目专业情况生物手艺标的目的的杨军纷歧样的开导。虫子咬过，塑料去哪了？假如被虫子吃失落了，塑料可否被虫子消化？

杨军初步猜测，塑料可能被虫子吃失落了，但可否被虫子消化接收并转化成能量或身体组织就不得而知了。

“假如这个问题能被证明，就意味着塑料能被降解。这将是一项革命性的发觉。”春节事后，杨军就带着硕士生秦小燕动手最先研究。

经由过程各类渠道，他买到了“米虫”，即蜡虫。随后，经由过程剖解将其内含物掏出，接种在仅仅铺有聚乙烯薄膜的无碳培育基中。

“碳是保持生命的首要元素，不给蜡虫葡萄糖、淀粉等碳源，只给含有聚乙烯的薄膜，蜡虫要末依托薄膜进行滋生代谢，要末因没有能量来历而死失落。”杨军告知《中国科学报》记者。

尝试进行到第28天，杨军和秦小燕经由过程电镜不雅察发觉，蜡虫肠道的内含物腐蚀并穿透了塑料薄膜。这意味着蜡虫的肠道微生物降解了塑料。

虫子活下来了

尝试蜡虫肠道的内含物会排泄出良多菌株，但之前的研究并未将其细化。

为进修根本研究方式，杨军前去英国牛津年夜学做了一年拜候学者。回国后，他最先睁开系统深切的研究，提取内含物中的“纯菌”进行尝试。

杨军将蜡虫肠道内含物与含有聚乙烯的薄膜放在一路进行富集培育。他以聚乙烯为独一碳源，60天富集培养分手出8种纯菌株，并终究经由过程抗拉强度实验选择了两种降解能力最强的菌种：阿氏肠杆菌和芽孢杆菌。

尝试证实，这两种菌株简直靠塑料薄膜“活了下来”。它们在含聚乙烯的薄膜上不变增加，并具有较强的活性，能够侵蚀失落聚乙烯膜的概况。“把聚乙烯这类长链的C-C单键氧化断裂成为一个亲水的碳氧双键的羰基，这就是降解的初步机制。”杨军注释道。

他猜测，假如将黄粉虫的培育时候耽误至60天，阿氏肠杆菌和芽孢杆菌能够别离使聚乙烯减重6%和11%，聚乙烯的份子量能够下降6%和13%。“这注解黄粉虫的降解效力是很高的。”

随后，杨军又做了黄粉虫降解聚苯乙烯尝试。他培育了1500条黄粉虫，将其平均分成三组，进行动期30天的尝试。一组仅喂食聚苯乙烯的泡沫塑料；另两组作为对比组，食品别离是它们最喜好的麦麸和无食品。成果发觉，别离零丁喂食泡沫塑料和麦麸的两组存活率没有显著差别。

为丈量聚苯乙烯的降解水平，杨军搜集了吃过麦麸和泡沫塑料的虫粪，并用GPC（凝胶渗入色谱）证实聚苯乙烯的份子量下降了，热量也下降了。

“50%的聚苯乙烯被黄粉虫转化为二氧化碳和本身肌体，能够说是‘长肌肉’了。作为生物化学机制的‘金尺度’，碳13-同位素标识表记标帜示踪的尝试也加倍证明了这个成果。”杨军兴奋地说，尝试充实证实了黄粉虫能降解聚苯乙烯。

塑料生物降解的新窗口

杨军暗示，塑料自己是一种高份子的惰性材料，难以被生物降解。

“塑料在天然界中降解需要约500年。而我们找到了一种高效降解微生物来历的新路子，就是从虫子的肠道里找到可高效降解塑料的细菌、酶，只需24小时乃至更少的时候就可以降解塑料，这为处理石油基塑料污染问题打开了一扇窗。”杨军说。

中国项目院院士、清华年夜学情况学院传授钱易对此评价说，杨军团队从虫子吃塑料的天然糊口现象动身，证明了虫豸和其肠道微生物能够高效降解聚乙烯和聚苯乙烯。“这个发觉是革命性的，揭露了细菌可以或许操纵曩昔被认为不成能生物降解的石油基塑料。这是最近几年来情况科学范畴最年夜冲破之一，为处理全球塑料污染问题打开了一扇新的年夜门。”

杨军告知记者，尝试研究中所用的塑料均为最难降解的石油基塑料。不外，想要真正造福人类，还需要经由过程财产化，使微生物和酶获得高效操纵。今朝他正在追求与企业合作，试图开辟一种降解可控的新型材料。

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