在肯尼亚发现的食塑料昆虫在非洲尚属首例

在对抗塑料污染的斗争中，有一个令人兴奋的新发现：能够消耗聚苯乙烯的黄粉虫幼虫。

它们加入了一小群昆虫的行列，这些昆虫被发现能够分解污染塑料，尽管这是第一次发现原产于非洲的昆虫物种能够做到这一点。

聚苯乙烯，俗称聚苯乙烯泡沫塑料，是一种广泛用于食品、电子和工业包装的塑料材料。它很难分解，因此很耐用。传统的回收方法（如化学和热处理）成本高昂，并且会产生污染物。这就是我们想要探索管理这种持久性废物的生物方法的原因之一。

我是国际昆虫生理学和生态学中心的科学家团队的一员，他们已找到肯尼亚小黄粉虫的幼虫可以咀嚼聚苯乙烯，并在它们的肠道中寄生细菌，帮助分解这种物质。

较小的黄粉虫是阿尔菲托比乌斯暗色甲虫。幼虫期持续 8 到 10 周。较小的黄粉虫主要存在于温暖的家禽饲养室中，可以提供持续的食物供应——这是它们生长和繁殖的理想条件。

虽然较小的黄粉虫被认为起源于非洲，但它们可以在世界上许多国家找到。然而，我们在研究中确定的物种可能是阿尔菲托比乌斯属。我们正在进行进一步调查以确认这种可能性。

我们的研究还检查了这种昆虫的肠道细菌。我们想确定可能支持塑料降解过程的细菌群落。

塑料污染水平处于极高水平在一些非洲国家。尽管塑料垃圾是全球面临的主要环境问题，但非洲面临的特别的挑战由于塑料产品的大量进口、低再利用率和缺乏这些产品的回收利用。

通过研究这些天然的“塑料食者”，我们希望创造出新的工具，帮助更快、更有效地处理塑料垃圾。与其将大量这些昆虫释放到垃圾场（这不切实际），不如在工厂、垃圾填埋场和清理场使用它们产生的微生物和酶。这意味着塑料垃圾可以以更容易大规模管理的方式处理。

主要发现

我们进行了一次为期一个多月的试验。幼虫单独喂食聚苯乙烯，单独喂食麸皮（一种营养丰富的食物）或聚苯乙烯和麸皮的组合。

我们发现，聚苯乙烯-麸皮饮食中的黄粉虫比单独食用聚苯乙烯的黄粉虫存活率更高。我们还发现，他们比只吃聚苯乙烯的人更有效地消耗聚苯乙烯。这突出了确保昆虫仍然具有营养丰富的饮食的好处。

虽然仅吃聚苯乙烯的饮食确实支持黄粉虫的生存，但它们没有足够的营养来使它们有效地分解聚苯乙烯。这一发现加强了昆虫均衡饮食对最佳消费和降解塑料的重要性。昆虫可能会吃聚苯乙烯，因为它主要由碳和氢组成，这可能为它们提供能源。

在试验期间，聚苯乙烯麸皮饮食中的黄粉虫能够分解约 11.7% 的总聚苯乙烯。

肠道细菌

对黄粉虫肠道的分析显示，根据饮食的不同，细菌组成发生了显着变化。了解细菌组成的这些变化至关重要，因为它揭示了哪些微生物积极参与分解塑料。这将帮助我们分离可用于塑料降解工作的特定细菌和酶。

研究发现，以聚苯乙烯为食的幼虫的肠道中含有更高水平的变形菌门和厚壁菌门，这些细菌可以适应各种环境并分解各种复杂物质。

细菌，如克鲁伊维拉,乳球菌属,柠檬酸杆菌和克雷伯 菌也特别丰富，并且已知可以产生能够消化合成塑料的酶。大规模使用时，这些细菌不会对昆虫或环境有害。

细菌的丰富表明它们在分解塑料方面起着至关重要的作用。这可能意味着黄粉虫可能天生没有吃塑料的能力。

相反，当他们开始吃塑料时，他们肠道中的细菌可能会发生变化以帮助分解它。因此，黄粉虫胃中的微生物可以适应不寻常的饮食，如塑料。

这些发现支持了我们的假设，即某些昆虫的肠道可以使塑料降解。这可能是因为它们肠道中的细菌可以产生分解塑料聚合物的酶。

这增加了分离这些细菌和产生的酶的可能性，以创造微生物解决方案，从而在更大范围内解决塑料垃圾问题。

下一步

某些昆虫种类，例如黄粉虫(Tenebrio molitor） 和超级蠕虫(Zophobas morio），已经证明了消耗塑料的能力。他们能够在肠道细菌的帮助下分解聚苯乙烯等物质。

我们的研究是独一无二的，因为它侧重于原产于非洲的昆虫物种，这些物种尚未在塑料降解的背景下得到广泛研究。

这种区域关注很重要，因为非洲的昆虫和环境条件可能与世界其他地区不同，这可能会为非洲环境中的塑料污染提供新的见解和实用的解决方案。

肯尼亚小黄粉虫消耗聚苯乙烯的能力表明，它可以在自然减少废物方面发挥作用，特别是对于对传统回收方法有抵抗力的塑料类型。

未来的研究可能侧重于分离和鉴定参与聚苯乙烯降解的特定细菌菌株，并检查它们的酶。

我们希望弄清楚是否可以大规模生产这些酶以回收废物。

此外，我们可能会探索其他类型的塑料，以测试这种昆虫在更广泛的废物管理应用中的多功能性。

扩大使用较小的黄粉虫降解塑料还需要制定策略，以确保昆虫健康而不是长时间食用塑料，以及评估由此产生的昆虫生物质用于动物饲料的安全性。

法蒂亚·哈米斯， 高级科学家，国际昆虫生理学与生态学中心

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