Принимаю условия соглашения и даю своё согласие на обработку персональных данных и cookies.

Ученые нашли способ спасти планету от загрязнения пластиком. Уничтожать его будут моль и другие жуки

22 мая 2021, 10:40
Группа ученых в Якутии работает над проектом спасения Земли от десятков тонн медленно разлагающегося пластика. Биотехнолог Евгений Попов вместе с коллегами занимается разведением особых насекомых, которые могут питаться полиэтиленом и пенопластом, превращая их в более простые соединения. По словам Евгения, главная цель всех исследований – получить в итоге особый раствор для превращения пластика в углекислый газ и воду. Евгений Попов рассказал о своем проекте на TEDx Yakutsk, и теперь 66.RU передает текст его выступления.

Я родился в Якутске и — как многие дети — рос у бабушки в очень красивом месте, где переплетаются разнообразные биотопы: реликтовая степь, болота, разнотравно-злаковый луг и другие. Мой отец — геолог: он часто привозил из экспедиций различные окаменелости и артефакты. Все это меня очень вдохновляло заниматься биологией.

Например, здесь есть отпечаток древнего червя. Это меня поразило до глубины души, и я стал изучать насекомых. Это самый многообразный класс с численностью более полутора миллионов видов. Так это стало моей профессией.

Жуки за несколько часов съедят пакет и пенопласт, которые годами плавают в озерах

Климат в Якутске резко континентальный, а пластик не разлагается в природе при температуре, близкой к нулю градусов. Активность почвенных бактерий стремится к нулю, и поэтому он у нас девять месяцев просто лежит. Возьмем, например, озеро Сайсары [озеро в южной части Якутска]: по нему плавает пенопласт. Если не заняться этой проблемой, он будет вечно плавать в этом озере.

В 2016 году я познакомился с Валерией Кривогорницыной и Иваном Сокольниковым. Мы организовали что-то наподобие кружка, где начали изучать пластикоедов. Мы заметили, что жуки — в частности, зофобас (Zophobas morio) — съедают не только пищу, но и пластиковые посудины, в которых она лежит. Это было интересно, но сначала мы не обратили на это внимания.

А в 2017 году вышла большая статья, в которой утверждалось, что личинки большой восковой огневки могут есть полиэтилен. Большая восковая огневка — это такая моль, она относится к отряду чешуекрылых. Ее гусеницы эволюционно научились перерабатывать сложные полимеры, такие как ульи или полиэтилен. Наш эксперимент показал, что они действительно могут перерабатывать полиэтилен до более простых соединений: 100 таких гусениц за 10–12 часов съедают примерно 100 грамм пластика.

Так выглядит большая восковая огневка в банке

Есть еще один жук — это большой мучной хрущак. Он, в частности, может поедать полистирол. В Германии над этими жуками проводили такие опыты: их кормили пенопластом, в который входили защищающие от возгорания добавки. Жук полностью утилизировал пенопласт и выделял эти добавки.

Моль — это первый этап. Дальше — бактерии

Фото: Анна Коваленко, 66.RU

Сейчас мы занимаемся разведением трех видов насекомых и следим, с какой скоростью они поедают пластик. При этом мы меняем температуру и другие факторы. Это лишь первый шаг нашей глобальной задачи. Мы планируем изучить состав кишечника этих организмов. Очевидно, что там есть бактерии, которые выделяют ферменты и могут перерабатывать полиматериалы.

Например, мы провели эксперимент на большой восковой огневке: взяли несколько огневок и неделю кормили их только пластиком. Потом мы их заморозили, превратили в порошок и стали исследовать фекалии и бывший живой организм. Так мы узнали, что идет хорошая деструкция пластика на более низкомолекулярные компоненты, которые можно использовать в дальнейшем.

Следующий шаг — получить компоненты микроорганизмов и научиться их искусственно культивировать. Тогда мы сможем без помощи насекомых — используя только готовые культуры бактерий — растворять пластик. И более того, мы сможем даже прочитать генетический код, секвенировать [определить последовательность звеньев в молекулах нуклеиновых кислот или белков] бактерию и найти геном, который отвечает за тот или иной фермент или ансамбль ферментов. Так получим чистый продукт в виде группы ферментов и раствор, после поливания которым пластика последний будет превращаться в углекислый газ и воду.