小蟲成地球救星 科學家發現大蠟蛾幼蟲分解塑膠的秘密 | 環境資訊中心
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小蟲成地球救星 科學家發現大蠟蛾幼蟲分解塑膠的秘密

2022年10月19日
環境資訊中心綜合外電;姜唯 編譯;許祖菱、林大利 審校

西班牙高等科學研究委員會(CSIC)的科學家在2017年就已發現,大蠟蛾(Greater Wax Moth,學名:Galleria mellonella)幼蟲可以降解聚乙烯,此特性有望應用於處理塑膠廢棄物上。

如今他們更進一步發現其運作機制──這是因為大蠟蛾幼蟲的唾液,含有屬於酚氧化酶族的酶,這種酶在室溫下就可以迅速降解聚乙烯。這份研究成果已刊登於《自然通訊(Nature Communications)》期刊。

研究發現,大蠟蛾幼蟲的唾液能降解聚乙烯。圖片來源:César Hernández/CSIC

研究發現,大蠟蛾幼蟲的唾液能降解聚乙烯。圖片來源:César Hernández/CSIC

蠟蟲唾液的秘密武器

這項研究的主持者,現任CSIC生物研究中心研究員貝托奇尼(Federica Bertocchini)表示,這些酶是第一種,也是唯一一種已知不需經初步處理,就可降解聚乙烯的酶。

聚乙烯是最堅韌和使用最廣泛的塑膠原料之一,與聚丙烯、聚苯乙烯合計占塑膠總產量的70%。然而,目前所知只有少數微生物能降解聚乙烯,且需要在特定條件下,牠們才會緩慢地降解塑膠。

幾年前,貝托奇尼的團隊就發現屬於鱗翅目的大蠟蛾幼蟲,只需要接觸塑膠1個小時,其唾液中的酶就能迅速氧化和分解塑膠中的聚合物。

貝托奇尼解釋:「要降解塑膠,必須讓氧氣穿透聚合物(塑膠分子),這是氧化的第一步。在正常的環境條件下,通常是透過曝曬在陽光或高溫下數月,甚至數年才能做到,這也是聚乙烯等塑膠降解過程中的瓶頸。」而大蠟蛾幼蟲的唾液可以氧化塑膠,克服瓶頸以加速塑膠分解。

源於蜂蠟的超能力

圖片來源:Richard Woeber/Pixabay

蜂蠟當中富含酚類物質,這種酶可以幫助蠟蟲分解蜂蠟。圖片來源:Richard Woeber/Pixabay

研究人員使用電子顯微鏡,分析了蠟蟲唾液裡的大量蛋白質,並從唾液中分離出兩種酶,可以複製唾液的氧化作用。這兩種屬於多酚氧化酶族的酶,分別是 Demetra和Ceres。

至於大蠟蛾幼蟲為何有這種特殊的能力?研究人員推測,為了抵禦昆蟲或幼蟲咬食,有些植物中含有酚類物質,連帶蜂蠟中也含有酚。而大蠟蛾幼蟲是以蜂蠟和花粉為食,為了能順利進食,經長時間演化後,牠們的唾液裡就有了這種特殊的酶。剛好,酚也用在塑膠的添加劑裡,於是,大蠟蛾幼蟲的唾液就有了可以分解塑膠的能力。但研究人員強調,這些只是推測,需要進一步研究才能瞭解其運作。

參考資料

作者

姜唯

如果有一件事是重要的,如果能為孩子實現一個願望,那就是人類與大自然和諧共存。

林大利

於特有生物研究保育中心服務,小鳥和棲地是主要的研究對象。是龜毛的讀者,認為龜毛是探索世界的美德。

許祖菱

大學就讀傳播學系,現在是文字/影像/翻譯工作者。