Кишечные бактерии помогают личинкам жука переваривать полистирол

Австралийские ученые установили, что личинки жука зофобаса, известные своей способностью питаться полистиролом, делают это при помощи бактерий, живущих в их пищеварительной системе.

Жук зофобас (Zophobas morio) из семейства чернотелок происходит из Южной Америки, но сейчас выращивается в огромных количествах по всему миру, так как его личинки служат кормом для домашней птицы, в частности, для кур на птицефабриках. Личинка зофобаса имеет длину 5–6 сантиметров. Для массового выращивания используется свойство личинки не переходить в стадию куколки, если они содержатся в контейнере с множеством других личинок при постоянном телесном контакте друг с другом и получают обильный корм. Если надо получить взрослых жуков, личинку отсаживают и содержат в одиночестве 7–10 дней, тогда она окукливается и потом превращается во взрослое насекомое. В личинках зофобаса содержится 46,80 % белков и 43,64 % липидов.

В течение трех недель исследователи из Университета Квинсленда кормили личинок пенополистиролом, обычно используемым для изоляции зданий. Личинки, которые перекусывали пластиком, смогли завершить свой жизненный цикл, став куколками, а затем взрослыми жуками. Однако они набрали меньше веса, чем личинки, которых кормили отрубями, и у них был менее здоровый микробиом кишечника. Расщеплять полистирол личинки могли при помощи ферментов, выделяемых их бактериями-симбионтами. Исследователи определили группы бактерий, включая штаммы Pseudomonas, Rhodococcus и Corynebacterium, которые содержат ферменты, связанные с деградацией полистирола. Ученым еще предстоит определить, какие из этих ферментов наиболее эффективны и могут производиться в больших масштабах.

По словам Криса Ринке (Chris Rinke), одного из авторов исследования, бактерии, обнаруженные в личинках других насекомых, таких как личинки восковой моли и мучные черви, также способны поедать некоторые пластмассы. Проблема утилизации пенополистирола заключается в том, что его низкая плотность и объемность делают сбор нецелесообразным. «Механическая переработка не очень эффективна», — говорит Крис Ринке. Он предполагает, что бактерии из кишечника личинок могут стать основой процесса вторичной переработки пластика, при котором продукты разложения полистирола затем используются другими микробами для создания биопластиков или других химических соединений.

В Австралии производство пенополистирола прекратится в следующем месяце в рамках Национального плана по производству пластмасс, а к декабрю полистирол больше не будет использоваться в контейнерах для пищевых продуктов и напитков.

Исследование опубликовано в журнале Microbial Genomics.