In Kenia wurde ein plastikfressendes Insekt entdeckt

Im Kampf gegen die Plastikverschmutzung gibt es eine aufregende neue Entdeckung: Mehlwurmlarven, die Polystyrol fressen können. Sie gehören zu einer kleinen Gruppe von Insekten, die nachweislich in der Lage sind, das umweltschädliche Plastik zu zersetzen. Allerdings ist dies das erste Mal, dass eine in Afrika heimische Insektenart dazu in der Lage ist.

Polystyrol, allgemein bekannt als Styropor, ist ein Kunststoffmaterial, das häufig in Lebensmittel-, Elektronik- und Industrieverpackungen verwendet wird. Es ist schwer zu zerlegen und daher langlebig. Herkömmliche Recyclingmethoden – wie die chemische und thermische Verarbeitung – sind teuer und können Schadstoffe erzeugen. Dies war einer der Gründe, warum wir biologische Methoden zur Bewirtschaftung dieses hartnäckigen Abfalls erforschen wollten.

Ich gehöre zu einem Team von Wissenschaftlern des International Center of Insect Physiology and Ecology, die gefunden haben dass die Larven des kenianischen Mehlwurms Polystyrol durchkauen und in ihrem Darm Bakterien beherbergen können, die beim Abbau des Materials helfen. Unser Artikel wird in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaftliche Berichte.

Der Kleine Mehlwurm ist die Larvenform des Schwarzkäfers Alphitobius. Die Larvenperiode dauert zwischen 8 und 10 Wochen. Der Kleine Mehlwurm kommt meist in warmen Geflügelställen vor, in denen er eine konstante Nahrungsversorgung bietet – ideale Bedingungen für sein Wachstum und seine Fortpflanzung.

Obwohl angenommen wird, dass die Mehlwürmer ihren Ursprung in Afrika haben, kommen sie in vielen Ländern der Welt vor. Die in unserer Studie identifizierten Arten könnten jedoch eine Unterart der Gattung Alphitobius sein. Wir führen weitere Untersuchungen durch, um diese Möglichkeit zu bestätigen.

Unsere Studie untersuchte auch die Darmbakterien des Insekts. Wir wollten die Bakteriengemeinschaften identifizieren, die den Plastikabbauprozess unterstützen könnten.

Der Grad der Plastikverschmutzung liegt bei kritisch hohe Werte in einigen afrikanischen Ländern. Obwohl Plastikmüll weltweit ein großes Umweltproblem darstellt, steht Afrika vor diesem Problem eine besondere Herausforderung aufgrund des hohen Imports von Kunststoffprodukten, der geringen Wiederverwendung und des mangelnden Recyclings dieser Produkte.

Durch die Untersuchung dieser natürlichen „Plastikfresser“ hoffen wir, neue Werkzeuge zu entwickeln, die dabei helfen, Plastikmüll schneller und effizienter loszuwerden. Anstatt eine große Anzahl dieser Insekten auf Mülldeponien freizusetzen (was nicht praktikabel ist), können wir die Mikroben und Enzyme, die sie produzieren, in Fabriken, auf Mülldeponien und auf Mülldeponien nutzen. Dies bedeutet, dass Plastikmüll auf eine Art und Weise angegangen werden kann, die im großen Maßstab einfacher zu handhaben ist.

Wichtigste Erkenntnisse

Wir führten einen über einen Monat dauernden Versuch durch. Die Larven wurden entweder mit Polystyrol allein, mit Kleie (einem nährstoffreichen Nahrungsmittel) allein oder mit einer Kombination aus Polystyrol und Kleie gefüttert.

Wir fanden heraus, dass Mehlwürmer, die mit der Polystyrol-Kleie-Diät gefüttert wurden, schneller überlebten als solche, die nur mit Polystyrol gefüttert wurden. Wir fanden auch heraus, dass sie Polystyrol effizienter konsumierten als diejenigen, die sich ausschließlich aus Polystyrol ernährten. Dies unterstreicht die Vorteile, die es mit sich bringt, sicherzustellen, dass die Insekten weiterhin eine nährstoffreiche Ernährung haben.

Die reine Polystyrol-Diät unterstützte zwar das Überleben der Mehlwürmer, doch hatten sie nicht genügend Nährstoffe, um Polystyrol effizient abbauen zu können. Diese Erkenntnis unterstreicht die Bedeutung einer ausgewogenen Ernährung, damit die Insekten Plastik optimal aufnehmen und abbauen können. Die Insekten könnten das Polystyrol fressen, da es hauptsächlich aus Kohlenstoff und Wasserstoff besteht, die ihnen möglicherweise eine Energiequelle bieten.

Die Mehlwürmer der Polystyrol-Kleie-Diät konnten im Versuchszeitraum etwa 11,7 % des gesamten Polystyrols abbauen.

Darmbakterien

Die Analyse des Mehlwurmdarms ergab deutliche Veränderungen in der Bakterienzusammensetzung in Abhängigkeit von der Ernährung. Das Verständnis dieser Veränderungen in der Bakterienzusammensetzung ist von entscheidender Bedeutung, da es Aufschluss darüber gibt, welche Mikroben aktiv am Abbau von Plastik beteiligt sind. Dies wird uns helfen, die spezifischen Bakterien und Enzyme zu isolieren, die für den Plastikabbau genutzt werden können.

Es wurde festgestellt, dass der Darm von mit Polystyrol gefütterten Larven einen höheren Anteil an Proteobakterien und Firmicutes enthält, Bakterien, die sich an verschiedene Umgebungen anpassen und eine Vielzahl komplexer Substanzen abbauen können. Bakterien wie Kluyvera, Lactococcus, Citrobacter und Klebsiella kamen ebenfalls besonders häufig vor und produzieren bekanntermaßen Enzyme, die synthetische Kunststoffe verdauen können. Die Bakterien sind weder für das Insekt noch für die Umwelt schädlich, wenn sie in großem Maßstab eingesetzt werden.

Die Fülle an Bakterien deutet darauf hin, dass sie eine entscheidende Rolle beim Abbau des Plastiks spielen. Dies kann bedeuten, dass Mehlwürmer von Natur aus nicht in der Lage sind, Plastik zu fressen. Wenn sie stattdessen anfangen, Plastik zu essen, könnten sich die Bakterien in ihrem Darm verändern, um dabei zu helfen, Plastik abzubauen. So können sich die Mikroben im Magen der Mehlwürmer an ungewöhnliche Ernährungsgewohnheiten wie Plastik gewöhnen.

Diese Erkenntnisse stützen unsere Hypothese, dass der Darm bestimmter Insekten den Plastikabbau ermöglichen kann. Dies liegt wahrscheinlich daran, dass die Bakterien in ihrem Darm Enzyme produzieren können, die Kunststoffpolymere abbauen.

Dies eröffnet die Möglichkeit, diese Bakterien und die produzierten Enzyme zu isolieren, um mikrobielle Lösungen zu schaffen, die Plastikmüll in größerem Maßstab bekämpfen.

Was kommt als nächstes?

Bestimmte Insektenarten, wie z gelbe Mehlwürmer (Tenebrio molitor) und Superwürmer (Zophobas morio) haben bereits die Fähigkeit gezeigt, Kunststoffe zu konsumieren. Mithilfe von Bakterien in ihrem Darm können sie Materialien wie Polystyrol abbauen.

Unsere Forschung ist einzigartig, weil sie sich auf in Afrika heimische Insektenarten konzentriert, die im Zusammenhang mit dem Plastikabbau noch nicht umfassend untersucht wurden.

Dieser regionale Schwerpunkt ist wichtig, da sich die Insekten- und Umweltbedingungen in Afrika möglicherweise von denen in anderen Teilen der Welt unterscheiden und möglicherweise neue Erkenntnisse und praktische Lösungen für die Plastikverschmutzung in afrikanischen Gebieten bieten.

Die Fähigkeit des kenianischen Mehlwurms, Polystyrol zu fressen, legt nahe, dass er eine Rolle bei der natürlichen Abfallreduzierung spielen könnte, insbesondere bei Kunststoffarten, die gegen herkömmliche Recyclingmethoden resistent sind.

Zukünftige Studien könnten sich auf die Isolierung und Identifizierung der spezifischen Bakterienstämme konzentrieren, die am Polystyrolabbau beteiligt sind, und auf die Untersuchung ihrer Enzyme.

Wir hoffen herauszufinden, ob die Enzyme in großem Maßstab für das Recycling von Abfällen hergestellt werden können.

Darüber hinaus werden wir möglicherweise andere Arten von Kunststoffen untersuchen, um die Vielseitigkeit dieses Insekts für breitere Anwendungen in der Abfallwirtschaft zu testen.

Eine Ausweitung des Einsatzes kleinerer Mehlwürmer für den Plastikabbau würde auch Strategien zur Gewährleistung der Insektengesundheit bei längerem Plastikkonsum sowie eine Bewertung der Sicherheit der resultierenden Insektenbiomasse für Tierfutter erfordern.

Dieser Artikel wurde erneut veröffentlicht von Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lesen Sie die Originalartikel.