Как личинки жуков помогут спасти Землю от загрязнения пластиком

Мы привыкли считать пластик чем-то инородным, абсолютно несовместимым с природой, более того — приносящим ей непоправимый вред. Однако, что, если на нашей планете существуют организмы, способные с удовольствием закусить синтетическим материалом, да ещё и переработав его в нечто безвредное? Встречайте — личинки жуков Zophobas morio, способные защитить планету от экологического кризиса!

 

Необычное открытие сделали якутские учёные-биотехнологи из проекта "Ксенос". Причём, специалисты не только обнаружили уникальные способности личинок, но и нашли вполне рабочий способ применить их в деле.

Опираясь на изыскания азиатских исследователей, посвящённые насекомым-пластикоедам, группа из трёх якутских учёных — Евгений Попов, Валерия Кривогорницина и Иван Сокольников — решили глубже изучить "перерабатывающий потенциал" личинок некоторых насекомых — в частности, восковой огнёвки (родственницы моли) и пресловутого жука Zophobas morio.

 

Долгосрочная цель, поставленная специалистами — создание специального утилизирующего вещества для растворения пластиковых отходов без вреда для окружающей среды. Учёные считают, что это станет возможным после расшифровки ДНК внутренних бактерий насекомых-пластикоедов. Именно микроорганизмы в желудочно-кишечном тракте своих членистоногих хозяев и выделяют особый фермент, расщепляющий пластик.

"Мы хотим выделить бактерии, которые отвечают за биоразложение. <…> Если эксперимент удастся, появится возможность культивировать их в пробирке", — сообщает возглавляющий исследования Евгений Попов.

Первыми подопытными стали гусеницы восковой огнёвки, способные поедать полиэтиленовые пакеты. Учёные выяснили, что сотня этих личинок может за 10-12 часов съесть примерно 100 граммов пластика.

 

Однако, впоследствии этот рекорд благополучно побили изучаемые якутскими специалистами личинки Zophobas morio — сотня таких "утилизаторов" за те же 12 часов осилила уже не 100, а более 300 граммов пластика!

Пластиковое "меню" личинок было весьма разнообразным: их кормили полистиролом, пенопластом и полиэтиленом (в виде обычного целлофанового пакета). "На выходе" потреблявшие пластик личинки производили безвредные вещества, в числе которых упоминается углекислый газ, органические кислоты, липидные остатки, жирные кислоты и мочевая кислота.

Через две недели необычной диеты учёные высушили личинки, чтобы проверить, насколько хорошо те перерабатывали искусственные отходы. Результаты удовлетворяли: и в личинках, и в их экскрементах пластик практически отсутствовал!

Важный бонус перспективных жуков — значительно большая, чем у гусениц огнёвки, выгодность разведения. Выводить моль в Якутии проблематично: она часто "сбегает" из контейнеров и, будучи пчелиным вредителем, может навредить и без того слабой пасечной культуре республики. В то же время медлительные и не склонные к побегу личинки Zophobas morio — своего рода "знаменитости" в кругах зоолюбителей: их активно используют для кормления экзотических животных (в миру этих малышей называют зофобасом). Таким образом, этим насекомым, в любом случае, применение всегда найдётся — пусть и несколько печальное с точки зрения самих личинок.

Для тех, кто беспокоится о состоянии зофобаса, которого откармливали пластиком, учёные сообщают: личинки жуков, три месяца сидевшие на "диете" из одного полистирола, остались живы и даже превратились в жуков — правда, оказались мелковатыми по сравнению со своими обычно питавшимися собратьями.

Для тех, кто беспокоится за состояние потенциальных хозяев поедающих пластик малышей, стоит упомянуть, что личинки не ядовиты и не опасны для человека. Как утверждают разработчики проекта, в случае побега зофобаса можно будет с лёгкостью найти в цветочных горшках.

В процессе неординарных исследований якутские учёные пришли к необычному решению: пока специальный растворитель для пластика на основе бактерий находится в стадии разработки, почему бы не привлечь для утилизации пластика самих носителей этих бактерий? Благо, продуктивность работы у личинок Zophobas morio оказалась весьма впечатляющей.

Так и родилась на свет портативная станция по переработке пластика при помощи личинок насекомых. Кстати говоря, разработка якутских учёных стала первым в России проектом по переработке пластика для широкого круга потребителей.

 

Созданный учёными утилизатор пластика состоит из трёх отделов-контейнеров, куда заселяются личинки жуков. Каждый контейнер вмещает 300 насекомых. Вместе эта "дружная команда" может переработать 150 граммов полистирола за 3-5 дней. Предполагается, что одна портативная станция способна успешно обслуживать семью из 3-4 человек. Называемая стоимость утилизатора сравнительно небольшая: 5-6 тысяч рублей.

Просим потенциальных потребителей заметить: личинки перерабатывают мягкий пластик — к примеру, пакеты и упаковки. А вот пластиковую бутылку эти малыши съесть не смогут. Но в этом, как обещают основатели проекта "Ксенос", на помощь придёт разрабатываемый ими в настоящее время утилизирующий раствор!

Уход за своеобразными "домработниками" требуется минимальный. Температура в контейнерах должна поддерживаться в диапазоне 20-35°C — если она окажется выше или ниже, личинки перестают активничать и питаться. Среду обитания личинок необходимо для поддержания влажности раз в неделю опрыскивать из пульверизатора. Субстрат для личинок обычно делается из опилок или кокосовой стружки.

Кормить насекомых достаточно раз в неделю, благо личинки всеядны — и наравне с пластиком с удовольствием поглощают пищевые отходы, хлеб, фрукты и овощи. А за более подробными инструкциями нужно будет просто заглянуть в прилагающуюся к станции инструкцию по поддержанию в контейнерах нужной для зофобаса среды.

 

Возникает логичный вопрос: в контейнерах содержатся личинки. А что делать, когда эти очаровательные дети вырастут во взрослых жуков? Бояться не стоит: в боксах личинки не могут стать жуками, так как для окукливания им нужно пространство. В коллективе они как бы навсегда остаются "детьми".

В станции личинки живут полгода. Затем грунт и обитателей контейнеров необходимо заменить. Это могут сделать как специальные операторы проекта "Ксенос", так и хозяин перерабатывающей станции самостоятельно — следуя всё той же инструкции.

Уже вскоре после анонса проекта утилизационными станциями заинтересовались как обычные семьи, так и частные компании - ведь, по заверениям создателей, новая технология достаточно компактна и пригодна для использования не только в домах, но и в офисах. Разработка даже привлекла внимание иностранцев. А на республиканской выставке "Sakha Innovation 2021" лидер проекта Евгений Попов был признан лучшим изобретателем!

 

В данное время "Ксенос" совместно с микробиологами из Японии продолжает работу по изучению расщепляющих пластик бактерий из желудочно-кишечного тракта насекомых. Если всё пройдёт успешно, специалисты планируют начать культивацию этих бактерий — и приступить к созданию утилизирующего пластик специального вещества.

Нам же остаётся только наблюдать — и удивляться, насколько изобретательна на нашей планете природа, даже если ей приходится иметь дело с творениями рук человеческих.