Mintegy 80 millió tonna polietilént termel az emberiség évente, miközben e műanyag lebomlása évszázadokat vesz igénybe a természetben. A környezeti katasztrófa elkerülhetetlen – kivéve, ha egy hernyó elrágcsálja nekünk a plasztikot.
A műanyagok általánosságban véve hihetetlenül ellenállók a természetes lebomlással szemben, és ez a tétel feltétlenül érvényes az évente használt, majd eldobott, nagyjából ezermilliárdnyi polietilén zacskóra. De a Current Biology című folyóirat legfrissebb számában európai tudósok olyasmiről adnak hírt, ami megoldást jelenthet a mindent elborító műanyag hulladék okozta válságra. A kutatás a közönségesen csak viaszkukacként emlegetett, sajátos táplálékigényű hernyókat helyezi reflektorfénybe.
„Eredményeink szerint az elterjedten előforduló nagy viaszmoly (Galleria mellonella) lárvája képes az egyik legellenállóbb és legnagyobb mennyiségben előállított műanyag, a polietilén biológiai úton történő lebontására – jelentette be Federica Bertocchini, az Instituto de Biomedicina y Biotecnología de Cantabria (Spanyolország) kutatója. Egy korábbi tanulmány már rámutatott, hogy az aszalványmoly (Plodia interpunctella) lárvái szintén meg tudják emészteni a műanyagot.
Forrás: AFP/Cesar Hernandez
Egy véletlen felfedezés
Bertocchini és munkatársai a véletlennek köszönhetik felfedezésüket. A viaszmolyok lárvái a természetben méhkaptárakban fejlődnek, és a hobbiként méhészkedéssel is foglalkozó Bertocchini arra lett figyelmes, hogy amikor a kaptárainak tisztítása során eltávolított viaszkukacokat átmenetileg műanyag zacskókba tette, a zacskók egy idő után olyan lyukasak lettek, mint a szita.
Amikor a kutatóintézetben elkezdték módszeresen megfigyelni a jelenséget, kiderült, hogy a hernyók kevesebb mint egy óra alatt komoly kárt tudnak tenni a zacskó anyagában, és 12 óra alatt már a plasztik jelentős hányadát eltüntetik. S ami a leglényegesebb: a hernyók nem egyszerűen megrágják, hanem kémiailag lebontják a műanyagot. A szélnek-víznek ellenálló polietilént alkotórészeire szedik, és egy egyszerű szerves kismolekulává, a fagyálló folyadékokban is használt etilén-glikollá alakítják. Feltehetőleg ugyanígy tesznek a Plodia interpunctella lárvái is.
A sebesség, amellyel a viaszmolylárvák felemésztik a műanyagot, szintén figyelemre méltó: a lebontási folyamat több mint 1400-szor gyorsabban zajlik, mint a polietilént bontó baktériumokban. A viaszkukacok 12 óra alatt 92 milligramm műanyagot dolgoztak fel, míg korábbi kísérletekben a baktériumok 24 óra alatt mindössze 0,13 milligramm műanyagot tudtak átalakítani. A kutatók úgy vélik, hogy a hernyók nyálában vagy belében páratlanul hatékony enzimeknek kell működniük, amelyek megtámadják a polietilénben található kémiai kötéseket.
Végre megszabadulhatunk a műanyagoktól
Bár a viaszkukacok étrendjében eredetileg nyilván nem szerepeltek műanyagok, a tudósok úgy értelmezik a lárváknak ezt a sajátos képességet, mint a természetes élőhelyükhöz való alkalmazkodásuk melléktermékét.
Mivel a viaszmolyok és rokonaik méhkaptárakban rakják le petéiket, a hernyók méhviaszon nőnek fel, amely a legkülönbözőbb, lipid jellegű vegyületek változatos elegye. Hogy a molylárvák pontosan milyen kémiai útvonalon bontják le a méhviaszt, annak részletei még tisztázásra várnak, de a jelek szerint a méhviasz és a polietilén biológiai lebontása hasonló kémiai kötések megbontását igényli. „A viasz is polimer; gondolhatunk rá úgy, mint egyfajta természetes műanyagra, és a kémiai szerkezete nem is idegen a polietilénétől" – magyarázta Bertocchini.
Forrás: AFP/Cesar Hernandez
Amint a folyamat molekuláris részletei tisztázódnak, a kutatók szerint mód nyílik majd a polietilén hulladék biotechnológiai úton történő feldolgozására. „Azt tervezzük, hogy felfedezésünk nyomán kidolgozzuk a műanyag hulladék felszámolásának a gyakorlatban is kivitelezhető módját, amely segít majd megóvni az óceánokat, folyókat és általában a környezetünket a műanyag felhalmozódásának elkerülhetetlen következményeitől" – nyilatkozta Bertocchini, hozzátéve: csak azért, mert már ismerjük a biológiai lebontásának módját, még ne érezzük magunkat felhatalmazva arra, hogy továbbra is felelőtlenül szennyezzük a környezetünket a polietilénnel.
A figyelmeztetésnek a brit The Ellen MacArthur Foundation becslése ad nyomatékot, mely szerint 2050-re a világ óceánjaiban tömegre nézve több műanyag lesz, mint hal.
„Ez az egész rendkívül, rendkívül izgalmas – lelkesedett az eredményeket kommentálva Paolo Bombelli, a Cambridge-i Egyetem kutatója –, hiszen a műanyag lebontása mindeddig leküzdhetetlen kihívásnak bizonyult. Ha a kémiai átalakításért egyetlen vagy néhány enzim felelős, akkor a folyamat ipari léptékben, biotechnológiai módszerekkel történő reprodukálása könnyen megoldható." A cambridge-i tudós szerint a legvalószínűbb forgatókönyv az, hogy a már létező hulladék-újrahasznosító üzemek fogják az újonnan felfedezett enzimeket a műanyag tömeges lebontására alkalmazni.
Hosszabb távon azonban azt is elképzelhetőnek tartja, hogy az enzimet közvetlenül a hulladéklerakó helyeken felhalmozott műanyagra permetezzék. Sőt, géntechnológiai eljárással tengeri növényekben kifejezve az enzim az élővizeket szennyező műanyag szemetet is le tudná bontani.
Origo
A műanyagok általánosságban véve hihetetlenül ellenállók a természetes lebomlással szemben, és ez a tétel feltétlenül érvényes az évente használt, majd eldobott, nagyjából ezermilliárdnyi polietilén zacskóra. De a Current Biology című folyóirat legfrissebb számában európai tudósok olyasmiről adnak hírt, ami megoldást jelenthet a mindent elborító műanyag hulladék okozta válságra. A kutatás a közönségesen csak viaszkukacként emlegetett, sajátos táplálékigényű hernyókat helyezi reflektorfénybe.
„Eredményeink szerint az elterjedten előforduló nagy viaszmoly (Galleria mellonella) lárvája képes az egyik legellenállóbb és legnagyobb mennyiségben előállított műanyag, a polietilén biológiai úton történő lebontására – jelentette be Federica Bertocchini, az Instituto de Biomedicina y Biotecnología de Cantabria (Spanyolország) kutatója. Egy korábbi tanulmány már rámutatott, hogy az aszalványmoly (Plodia interpunctella) lárvái szintén meg tudják emészteni a műanyagot.
Forrás: AFP/Cesar Hernandez
Egy véletlen felfedezés
Bertocchini és munkatársai a véletlennek köszönhetik felfedezésüket. A viaszmolyok lárvái a természetben méhkaptárakban fejlődnek, és a hobbiként méhészkedéssel is foglalkozó Bertocchini arra lett figyelmes, hogy amikor a kaptárainak tisztítása során eltávolított viaszkukacokat átmenetileg műanyag zacskókba tette, a zacskók egy idő után olyan lyukasak lettek, mint a szita.
Amikor a kutatóintézetben elkezdték módszeresen megfigyelni a jelenséget, kiderült, hogy a hernyók kevesebb mint egy óra alatt komoly kárt tudnak tenni a zacskó anyagában, és 12 óra alatt már a plasztik jelentős hányadát eltüntetik. S ami a leglényegesebb: a hernyók nem egyszerűen megrágják, hanem kémiailag lebontják a műanyagot. A szélnek-víznek ellenálló polietilént alkotórészeire szedik, és egy egyszerű szerves kismolekulává, a fagyálló folyadékokban is használt etilén-glikollá alakítják. Feltehetőleg ugyanígy tesznek a Plodia interpunctella lárvái is.
A sebesség, amellyel a viaszmolylárvák felemésztik a műanyagot, szintén figyelemre méltó: a lebontási folyamat több mint 1400-szor gyorsabban zajlik, mint a polietilént bontó baktériumokban. A viaszkukacok 12 óra alatt 92 milligramm műanyagot dolgoztak fel, míg korábbi kísérletekben a baktériumok 24 óra alatt mindössze 0,13 milligramm műanyagot tudtak átalakítani. A kutatók úgy vélik, hogy a hernyók nyálában vagy belében páratlanul hatékony enzimeknek kell működniük, amelyek megtámadják a polietilénben található kémiai kötéseket.
Végre megszabadulhatunk a műanyagoktól
Bár a viaszkukacok étrendjében eredetileg nyilván nem szerepeltek műanyagok, a tudósok úgy értelmezik a lárváknak ezt a sajátos képességet, mint a természetes élőhelyükhöz való alkalmazkodásuk melléktermékét.
Mivel a viaszmolyok és rokonaik méhkaptárakban rakják le petéiket, a hernyók méhviaszon nőnek fel, amely a legkülönbözőbb, lipid jellegű vegyületek változatos elegye. Hogy a molylárvák pontosan milyen kémiai útvonalon bontják le a méhviaszt, annak részletei még tisztázásra várnak, de a jelek szerint a méhviasz és a polietilén biológiai lebontása hasonló kémiai kötések megbontását igényli. „A viasz is polimer; gondolhatunk rá úgy, mint egyfajta természetes műanyagra, és a kémiai szerkezete nem is idegen a polietilénétől" – magyarázta Bertocchini.
Forrás: AFP/Cesar Hernandez
Amint a folyamat molekuláris részletei tisztázódnak, a kutatók szerint mód nyílik majd a polietilén hulladék biotechnológiai úton történő feldolgozására. „Azt tervezzük, hogy felfedezésünk nyomán kidolgozzuk a műanyag hulladék felszámolásának a gyakorlatban is kivitelezhető módját, amely segít majd megóvni az óceánokat, folyókat és általában a környezetünket a műanyag felhalmozódásának elkerülhetetlen következményeitől" – nyilatkozta Bertocchini, hozzátéve: csak azért, mert már ismerjük a biológiai lebontásának módját, még ne érezzük magunkat felhatalmazva arra, hogy továbbra is felelőtlenül szennyezzük a környezetünket a polietilénnel.
A figyelmeztetésnek a brit The Ellen MacArthur Foundation becslése ad nyomatékot, mely szerint 2050-re a világ óceánjaiban tömegre nézve több műanyag lesz, mint hal.
„Ez az egész rendkívül, rendkívül izgalmas – lelkesedett az eredményeket kommentálva Paolo Bombelli, a Cambridge-i Egyetem kutatója –, hiszen a műanyag lebontása mindeddig leküzdhetetlen kihívásnak bizonyult. Ha a kémiai átalakításért egyetlen vagy néhány enzim felelős, akkor a folyamat ipari léptékben, biotechnológiai módszerekkel történő reprodukálása könnyen megoldható." A cambridge-i tudós szerint a legvalószínűbb forgatókönyv az, hogy a már létező hulladék-újrahasznosító üzemek fogják az újonnan felfedezett enzimeket a műanyag tömeges lebontására alkalmazni.
Hosszabb távon azonban azt is elképzelhetőnek tartja, hogy az enzimet közvetlenül a hulladéklerakó helyeken felhalmozott műanyagra permetezzék. Sőt, géntechnológiai eljárással tengeri növényekben kifejezve az enzim az élővizeket szennyező műanyag szemetet is le tudná bontani.
Origo
