Loại sâu giúp giải quyết ô nhiễm rác thải nhựa

Trước đây, các nhà nghiên cứu châu Âu phát hiện một giải pháp tiềm năng giúp xử lý rác thải nhựa lâu phân hủy. Ấu trùng của bướm sáp là sâu sáp có thể phân hủy nhựa polyethylene trong cơ thể chúng. Sâu sáp thường bị coi như loài gây hại do chúng ký sinh ở tổ ong và ăn sáp ong. Tuy nhiên, chúng cũng sẵn sàng ăn polyethylene có cấu trúc tương tự về mặt hóa học với sáp ong.

Trong nghiên cứu trình bày tại hội thảo hàng năm của Hiệp hội Sinh vật học thực nghiệm ở Antwerp, Bỉ, tiến sĩ Bryan Cassone, giáo sư sinh vật học ở Đại học Brandon tại Canada, cho biết khoảng 2.000 con sâu sáp có thể phân hủy toàn bộ túi nhựa polyethylene trong vòng 24 giờ. Cassone và đồng nghiệp nghiên cứu cách tận dụng sâu sáp để đối phó ô nhiễm rác thải nhựa. Trong các thí nghiệm trước đây, họ phát hiện chính xác cơ chế sâu sáp phân hủy polyethylene.

Để tìm hiểu cơ chế tiêu hóa của chúng, nhóm của Cassone cho sâu sáp ăn polyethylene vài ngày và theo dõi quá trình trao đổi chất cũng như thay đổi ở môi trường ruột của chúng. Họ nhận thấy khi sâu sáp ăn polyethylene, phân của chúng hóa lỏng và chứa phụ phẩm là glycol. Khi vi khuẩn đường ruột của sâu sáp bị ức chế bằng thuốc kháng sinh, lượng glycol trong phân của chúng giảm đáng kể, hé lộ hoạt động phân hủy polyethylene phụ thuộc vào vi khuẩn đường của sâu sáp.

Nhóm nghiên cứu cũng cô lập vi khuẩn từ ruột của sâu sáp, sau đó nuôi cấy những chủng có thể sống sót nhờ nguồn thức ăn duy nhất là polyethylene. Trong số này một chủng Acinetobacter có thể sống hơn một năm ở môi trường phòng thí nghiệm và liên tục phân hủy polyethylene. Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ vi khuẩn đường ruột của sâu sáp có khả năng phân hủy nhựa rất mạnh mẽ và bền bỉ.

Tuy nhiên, trên thực tế, để tiêu thụ nhựa, vi khuẩn đường ruột không hoạt động đơn độc. Khi các nhà nghiên cứu tiến hành phân tích gene ở sâu sáp, họ phát hiện chúng tăng biểu hiện gene liên quan tới trao đổi chất béo. Sau khi ăn nhựa, sâu sáp có dấu hiệu tăng chất béo trong cơ thể. Nhờ vi khuẩn đường ruột tiêu hóa nhựa, sâu sáp có thể biến đổi nhựa thành chất béo và lưu trữ trong cơ thể.

Nhưng chế độ ăn chỉ có nhựa không giúp sâu sáp sống lâu. Trong thí nghiệm mới nhất, nhóm nghiên cứu nhận thấy sâu sáp chỉ ăn nhựa chết trong vòng vài ngày và giảm cân mạnh, chứng tỏ loài sâu này rất khó sống sót khi xử lý chất thải polyethylene liên tục. Các nhà nghiên cứu cho rằng cần có nguồn thức ăn hỗ trợ để sâu sáp sống sót khỏe mạnh với chế độ ăn toàn nhựa và cải thiện hiệu suất phân hủy của chúng.

Theo Cassone và đồng nghiệp, có thể tận dụng khả năng tiêu thụ nhựa của sâu sáp bằng cách nuôi hàng loạt và cung cấp hỗ trợ dưỡng chất mà chúng cần để sống sót lâu dài. Một cách khác là dùng vi sinh vật và enzyme tái tạo quá trình phân hủy nhựa của sâu sáp trong phòng thí nghiệm, qua đó tạo ra biện pháp xử lý rác thải nhựa mà không cần dùng sâu thực sự.

Theo Wired, Eurek Elert