Een van de grootste ecologische problemen van vandaag is het gebruik van kunststoffen en de afbraak ervan. In de natuur worden deze van aardolie afgeleide objecten door zeer weinig dieren verwerkt, wat leidt tot overmatige opeenhoping die nooit kan worden verholpen. Er zijn echter onlangs enkele superwormen beschreven die piepschuim (een soort plastic) in voedsel kunnen veranderen.
Geëxtrudeerd polystyreen of ook wel schuimpolystyreen genoemd, is een van de meest gebruikte kunststoffen voor voedselverpakkingen en zelfs huishoudelijke apparaten. Om deze reden is het normaal dat hun afval buitensporig is en gevaarlijk voor het milieu.Daarom is het bestaan van superwormen, die piepschuim in voedsel veranderen, zo belangrijk. Lees meer over hen in de volgende ruimte.
Waarom zijn kunststoffen moeilijk afbreekbaar?
Kunststoffen zijn gemaakt van gigantische moleculen, macromoleculen genaamd, die kunstmatig zijn gemaakt van kleinere koolstofmoleculen. Dit proces wordt polymerisatie genoemd en zorgt ervoor dat ze een grote chemische inertie hebben. Met andere woorden, ze zijn niet zo gevoelig voor oxidatie, vochtigheid of de aantasting van sommige chemische producten.
Dit betekent dat micro-organismen, zoals bacteriën, schimmels en protozoa, het erg moeilijk hebben om plastic om te zetten in organisch materiaal. Daarom duurt de natuurlijke ontbinding, die slechts een paar maanden of een paar jaar zou moeten duren, enkele honderden jaren.
Dankzij hun inerte eigenschappen zijn kunststoffen te nuttig geworden voor het menselijk leven, omdat ze voedsel helpen beschermen tegen natuurlijke afbraak.Door diezelfde capaciteit vormen ze echter een ernstig gevaar voor het ecosysteem, omdat het tussen de 100 en 1000 jaar duurt voordat ze uiteenvallen.
De superwormen die polystyreen eten
Een studie gepubliceerd in het tijdschrift Environmental Science & Technology vermeldt dat verschillende soorten meelwormen kunnen overleven in een omgeving die is verontreinigd met polystyreen. Bovendien waren ze in staat grote hoeveelheden van dit plastic te verteren en om te zetten in koolstofdioxide.
Deze kleine wormen zijn eigenlijk de larven van de bloemkever (Tenebrio spp.), dus het was te verrassend dat ze zo'n vermogen hadden. Alsof dat nog niet genoeg was, konden ze overleven door het piepschuim te consumeren zonder enig ander type voedingssupplement.
In 2022 besefte een groep wetenschappers van de Universiteit van Queensland (Australië) dat de meelworm niet de enige was die polystyreen kon consumeren.Een andere keversoort, Zophobas morio genaamd, had dit vermogen ook en voltooide zelfs zijn hele levenscyclus met alleen dit plastic als voedsel.
Waarom worden ze superwormen genoemd?
Het is belangrijk op te merken dat de afbraak van polystyreen niet leidt tot het gebruik ervan als voedselbron. Anders bezien betekent het enkele feit dat meelwormen in staat zijn om dit plastic af te breken niet dat ze voedingsstoffen binnenkrijgen door het te consumeren. Dit is wat er gebeurt met de larven die behoren tot het geslacht Tenebrio.
In het geval van Zophoba's morio breken de wormen piepschuim af en krijgen ze hierdoor energie en voedingsstoffen, waardoor ze superwormen worden. Dankzij deze unieke functie wordt de mogelijkheid geopend om ze te gebruiken om de vervuiling door plastic afval te verminderen.
Hoe slaag je erin om polystyreen af te breken?
Het vermogen van superwormen om polystyreen af te breken wordt geleverd door de micro-organismen die hun darmen bewonen.Deze kleine wezens vernietigen de plastic moleculen en geven hun voedingsstoffen vrij. Zonder hen zouden de stukjes piepschuim door het hele spijsverteringsstelsel gaan en er onveranderd uitkomen.
In het laboratorium zijn 100 superwormen in staat om tussen de 34 en 39 milligram piepschuim per dag af te breken. Ongeveer 50% van het plastic wordt gebruikt als nutriënt, de rest wordt omgezet in koolstofdioxide.
De laatste stap
De micro-organismen die de darm van superwormen bewonen, zijn zeer divers en verschillend, omdat ze allemaal de spijsvertering op een andere manier ondersteunen. Onder hen zijn er maar een paar die echt voorstander zijn van het vernietigen en profiteren van de plastic componenten. Om deze reden gebruikten wetenschappers metagenomics-technieken om de darmmicrobiota te analyseren en de boosdoeners te vinden.
Hoewel het eenvoudig klinkt, is het proces tijdrovend en omvat het analyseren van een enorme hoeveelheid gegevens. Hierdoor kon alleen worden bereikt dat de geslachten van de bacteriën Pseudomonas, Rhodococcus en Corynebacterium als mogelijke boosdoeners werden geïdentificeerd.
Hoewel het gen of de genen die betrokken zijn bij de afbraak van polystyreen niet werden geïdentificeerd, is dit onderzoek een duidelijke stap vooruit in de strijd tegen plasticvervuiling. Het is zeer waarschijnlijk dat de volgende stap zich zal richten op het vinden van de enzymen die verantwoordelijk zijn voor dit fenomeen. Dit zou voldoende zijn om ze synthetisch en in grote hoeveelheden te produceren zonder afhankelijk te zijn van de worm.
Zoals je kunt zien, kan het nog enkele jaren duren om het probleem van plasticvervuiling op te lossen. De huidige ontwikkelingen zijn echter veelbelovend en de verwachtingen zijn hooggespannen. Op dit moment rest ons alleen nog maar te hopen dat de onderzoeken soepel verlopen en dat de mensheid er snel van kan profiteren.