این کرم محیط زیست را نجات می‌دهد
کرم موم‌خوار روزگاری یک آفت برای زنبورهای عسل به شمار می‌رفت، اما حالا محققان متوجه سودمندی این حشره برای هضم پلاستیک و کمک به فجایع زیست محیطی فعلی شده‌اند.
«پلی‌اتیلن» یکی از پرمصرف‌ترین انواع پلاستیک در جهان است که سالانه بیش از ۱۰۰ میلیون تن از آن تولید می‌شود. این ماده به دلیل ساختار شیمیایی مقاوم خود می‌تواند دهه‌ها یا حتی صد‌ها سال در طبیعت باقی بماند و به همین علت از مهم‌ترین آلاینده‌های محیط زیست به شمار می‌رود.
در سال ۲۰۱۷ پژوهشی نشان داد که «کرم‌های شب‌پره موم‌خوار بزرگ» (Galleria mellonella) یا همان «کرم موم‌خوار» (waxworm) توانایی تجزیه پلاستیک پلی‌اتیلن را دارد. این کشف نگاه‌ها را به امکان بهره‌گیری از این حشره برای مقابله با بحران زباله‌های پلاستیکی جلب کرد. حدود ۲۰۰۰ کرم موم‌خوار که به «پلاستیک‌خوار» (plastivore) معروف هستند می‌توانند یک کیسه پلی‌اتیلن را به طور کامل در کمتر از ۲۴ ساعت تجزیه کنند.
اکنون، دکتر «برایان کاسونه» (Bryan Cassone)، استاد استاد زیست‌شناسی آفات حشرات و ناقلین بیماری در دانشگاه «برندون» کانادا، همراه تیم خود در حال مطالعه عمیق‌تر این پدیده است. آنها با بهره‌گیری از روش‌هایی در حوزه فیزیولوژی جانوری، علوم مواد، زیست‌شناسی مولکولی و ژنومیکس، رابطه میان کرم‌های موم‌خوار، میکروبیوم باکتریایی آنها و توانایی‌شان برای زیست‌تجزیه پلاستیک در مقیاس بزرگ و همچنین تأثیرات احتمالی بر سلامت و بقای کرم‌های موم‌خوار را بررسی کرده‌اند.
این پژوهش نشان می‌دهد که کرم‌های موم‌خوار، پلاستیک‌ها را به صورت متابولیکی به لیپید‌ها تجزیه کرده و آنها را به عنوان چربی بدن ذخیره می‌کنند. با وجود این توانایی فوق‌العاده یک مشکل اساسی وجود دارد. آنها با یک رژیم غذایی صرفا پلاستیک، بیش از چند روز زنده نمی‌مانند و توده بدنی قابل‌توجهی را از دست می‌دهند.
با این حال طبق گزارش «ساینس دیلی» (Science Daily)؛ آنها خوش بین هستند که بتوانند مکمل غذایی همراهی تهیه کنند که نه تنها تندرستی این کرم‌ها را در حین خوردن پلاستیک به سطح طبیعی بازگرداند، بلکه حتی از آن هم فراتر ببرد. دکتر کاسونه و تیم او دو راه‌حل احتمالی برای بهره‌گیری از کرم‌های موم‌خوار در مقابله با بحران جهانی آلودگی پلاستیکی شناسایی کرده‌اند. او می‌گوید: «اولا، می‌توانیم کرم‌های موم‌خوار را به‌صورت انبوه و با رژیم غذایی ترکیبی حاوی پلی‌اتیلن و مکمل‌های مناسب پرورش دهیم و این فرآیند را بخشی از یک اقتصاد چرخشی قرار دهیم. ثانیا، می‌توانیم مهندسی مجدد مسیر زیست‌تجزیه پلاستیک را خارج از بدن این حیوان را بررسی کنیم».
همچنین بخوانید: دانشمندان از گرده گل، کاغذ و اسفنج سازگار با محیط زیست تولید کردند
این پژوهش قابل توجه خبرنگار سرویس علم خبرگزاری آنا را برآن داشت تا مصاحبه‌ای با دکتر برایان کاسونه انجام دهد و نظرات او را در این زمینه بیشتر جویا شود.
چه چیزی شما را به مطالعه کرم‌های موم‌خوار ترغیب و تشویق کرد؟
یک پژوهش در سال ۲۰۱۷ از سوی پژوهشگران اسپانیایی منتشر شد که نشان می‌داد آنها قادر به خوردن کیسه‌های پلاستیکی هستند. ما کنجکاو شدیم که این موضوع را گسترش دهیم و بفهمیم دقیقا چه مقدار پلاستیک مصرف می‌کنند، آیا پلاستیک را متابولیزه می‌کنند و این فرایند چگونه انجام می‌شود. اینها از جمله نخستین پرسش‌های ما بود.
کرم‌های موم‌خوار دقیقا چگونه می‌توانند پلی‌اتیلن (ماده‌ای که معمولا مدت زمان زیادی طول می‌کشد تا تجزیه شود) را در چنین مدت کوتاهی تجزیه کنند؟
به نظر می‌رسد هم خود جانور و هم میکروبیوم روده اش در این فرایند نقش دارند؛ اما جزئیات آن هنوز به‌طور کامل روشن نشده است. می‌دانیم که هم پلاستیک مصنوعی و هم غذای طبیعی آنها یعنی موم زنبور عسل ساختار مشابهی دارند (هر دو از هیدروکربن‌های زنجیره‌بلند تشکیل شده‌اند) و همین شباهت احتمالا به آنها این توانایی منحصر‌به‌فرد را بخشیده است.
تحقیقات شما نشان می‌دهد که کرم‌های موم‌خوار پلاستیک را به چربی بدن متابولیزه می‌کنند؛ اما نمی‌توانند با رژیم غذایی فقط متشکل از پلاستیک زنده بمانند. دلیل اصلی این محدودیت چیست؟
به نظر می‌رسد که آنها از پلاستیک‌ها انرژی می‌گیرند و و آن را به شیوه‌ای مشابه نحوهٔ پردازش چربی‌ها در بدن انسان متابولیزه می‌کنند. با این حال، پلاستیک تنها یک منبع غذایی است؛ یعنی اگر آنها فقط پلاستیک مصرف کنند، اسید‌های آمینه ضروری، ویتامین‌ها، کربوهیدرات‌ها و سایر مواد مغذی را که برای سلامت و بقای هر حیوانی مهم است، دریافت نمی‌کنند.
آیا افزودن مکمل‌های غذایی می‌تواند به بهبود سلامت و بقای آنها در رژیم مبتنی بر پلاستیک کمک کند؟
ما توانسته‌ایم سلامت و بقای آنها را در یک رژیم ترکیبی از پلاستیک و مکمل‌های غذایی کاملا بازیابی کنیم. اکنون در حال یافتن راه‌هایی هستیم که با افزودن مکمل‌های مناسب به پلاستیک، سلامت آنها حتی فراتر از سطح طبیعی برود و در نتیجه تجزیه پلاستیک کارآمدتر شود.
استفاده از این فرایند در مقیاس صنعتی برای مقابله با بحران زباله‌های پلاستیکی تا چه حد واقع‌بینانه است؟
من خوش‌بین هستم؛ اما هنوز مسائل مهمی باید حل شوند؛ از جمله یافتن مکمل غذایی و سامانه مناسب برای رساندن آن به پلاستیک و این‌که آیا پلاستیک کاملا متابولیزه می‌شود یا بقایای میکرو/نانویی باقی می‌مانند. مسیر دیگر پژوهش، مهندسی دوباره آنزیم‌های خاصی است که توسط حشره و میکروبیوم آن تولید می‌شوند تا بتوان در خارج از بدن جانور و در مقیاس بزرگ از آنها استفاده کرد.
آیا ممکن است به‌کار گیری کرم‌های موم‌خوار به‌طور گسترده برای تجزیه پلاستیک خطرات زیست‌محیطی به همراه داشته باشد؟
آنها آفات کندو‌های زنبورعسل هستند؛ بنابراین هرگونه استفاده باید کاملا کنترل‌شده باشد. ما همچنین در حال بررسی این هستیم که چگونه می‌توان از زیست‌توده اضافی ناشی از پرورش انبوه این کرم‌ها در چارچوب اقتصاد چرخشی بهره گرفت؛ مثلا به‌عنوان منبع تغذیه در آبزی‌پروری برای ماهیان پرورشی.
رویکرد بازتولید مسیر تجزیه پلاستیک در خارج از بدن حشره این در حال حاضر تا چه حد عملی است؟
از نظر تئوری شدنی است؛ اما آنزیم‌های خاصی که توسط جانور و میکروبیوم آن تولید می‌شوند هنوز به‌طور کامل شناسایی و تفکیک نشده‌اند. من معتقدم این کار، یک مسیر مهم برای پژوهش‌های آینده است.
در پایان، آینده‌ی پژوهش در زمینه زیست‌تجزیه پلاستیک را چگونه می‌بینید و چه زمانی می‌توان انتظار داشت این یافته‌ها به راه‌حل‌های عملی جهانی تبدیل شوند؟
در حال حاضر پیش‌بینی دقیق دشوار است؛ اما در چند سال اخیر پیشرفت‌های چشمگیری در زمینه زیست‌تجزیه پلاستیک داشته‌ایم. من معتقدم این رویکردی دوستدار محیط زیست و بالقوه در مقیاس وسیع است که می‌تواند به مقابله با آلودگی پلاستیکی کمک کند. با این حال، هنوز به تحقیقات زیادی نیاز است تا این روش به یک راه‌حل عملی در سطح جهانی تبدیل شود.
منبع: آنا