據估計，2018年全球塑料産量約為3.59億噸，其中聚苯乙烯（PS）約3300萬噸。PS聚合物結構極為穩定的，特别難以被生物降解，再加上經常未經回收就被随意丢棄，它成為了環境中積聚的主要塑料垃圾之一。

而一項最新研究向我們介紹了某種專吃PS的超級蠕蟲，它會是人類環境問題的超級終結者嗎？

很多食腐蠕蟲都愛吃塑料

食腐蠕蟲已經在地球上爬行了一億年。從以蛇頸龍（plesiosaurs）為食的食骨蠕蟲，到如今在後院享用腐爛有機物的粉虱（mealworms）和蛆（maggots），它們的食物随着時間的變化也不斷發生改變。

當我們發現自己正處于一場塑料污染危機中時，科學家們早已經嘗試用PS泡沫來喂養大麥蟲（Zophobas atratus）的幼蟲，即所謂的超級蠕蟲。

據3月15日發表在《整體環境科學》（Science of the Total Environment）雜志上的研究結果，這些蠕蟲不僅能夠以這種塑料作為唯一的食物，而且研究人員還發現是由它們腸道的微生物群降解了PS，并将此高分子材料轉化為二氧化碳。

斯坦福大學土木與環境工程博士生安雅·布蘭登（Anja Malawi Brandon）沒有參與這項研究，不過她評論道：

“現在我們看到了很多種能夠吃掉并且降解PS、聚乙烯等其他幾種塑料的小昆蟲，這真的很有趣。因為這開始向我們展示出是什麼樣的進化過程讓此情況得以發生。很多像超級蠕蟲或粉虱這樣的昆蟲會随着時間的推移轉變為分解者，他們會吃掉并分解所發現的各種材料。”

體長3～6厘米，日耗0.58毫克塑料

幾年前，中國北京理工大學生命科學學院的研究人員對粉虱和黃粉蟲（Tenebrio molitor）的幼蟲進行了研究，并報告說，這些蠕蟲能夠降解和礦化PS，并證實由腸道細菌分解了PS。

在他們的最新項目中，研究小組想看看超級蠕蟲是否也能消化和分解泡沫塑料，這個名字來源于它們令人印象深刻的體型和巨大胃口。

大麥蟲幼蟲長度在3～6cm，是粉虱幼蟲體長的4倍，這意味着他們有可能是高效的塑料分解者。

事實也是如此，當給超級蠕蟲喂食PS時，它們的平均食用量是粉虱幼蟲的4倍，約為0.58毫克/天。

在28天的時間裡，研究小組僅使用泡沫塑料作為超級蠕蟲組的食物，而對照組則以普通的麸皮作為食物。為了測試蠕蟲如何消化PS，研究人員分析了蠕蟲産生的蛀屑和排洩物。

研究小組利用凝膠滲透色譜法和兩種光譜法，發現蠕蟲已經将長鍊PS分子解聚成低分子量的産物。

研究人員還将這些超級蠕蟲放在兩個不同的玻璃培養箱中，一組蠕蟲已經飼喂過PS塑料，另一組則沒喂過任何東西。培養箱用橡皮塞密封，并充滿了沒有二氧化碳的壓縮空氣。之後，科學家們收集了每個玻璃缸中産生的二氧化碳，并将飼喂過塑料的蠕蟲組産生的二氧化碳總量減去對照組産生的二氧化碳總量。呼吸測量試驗表明：

這些超級蠕蟲已經将攝入的36.7%的泡沫塑料轉化為二氧化碳。

超能力來自腸道微生物群

超級蠕蟲的降解PS塑料的能力來自于其腸道微生物群。研究小組使用抗生素來抑制蠕蟲的腸道微生物群之後發現，這會抑制它們降解塑料的能力。

布蘭登說道：“我們可以嘗試從這些（蠕蟲的）腸道中獲取細菌，并在脫離昆蟲的情況下培養它們，然後讓它們更廣泛地降解塑料，這絕對是令人興奮的成就。”

北京的研究人員在他們的論文中寫道，他們希望此發現能“為利用粉虱降解聚乙烯或橡膠等其他類型的材料開辟一條新的途徑”。

特别是這類研究提示了人們可以從這些蠕蟲的腸道中去尋找某一種酶，這種酶可以降解塑料，并且可以擴大規模并商業化。

北京研究團隊的領導者楊宇表示，他們正朝着這個目标努力，他在一封寫給《科學家》雜志的電子郵件中提到，“現在我們正在從超級蠕蟲的腸道中分離出一些細菌，并測試它們的塑料降解能力”。

西班牙馬德裡瑪格麗塔薩拉斯生物研究中心的發育生物學家費德裡卡·貝托奇奇尼（Federica Bertocchini）也這樣認為：“我非常有信心，我們能分離鑒定出相關酶（降解塑料），并最終開發出一個生物試劑盒。”

不怕毒，樂助蝦

由于粉虱和超級蠕蟲的蛋白質和脂肪含量高，因此通常用作鳥類和爬行動物的寵物食品。2019年12月，布蘭登和她的同事發現，這些蠕蟲所食用的PS中包括一種常見的有毒阻燃劑六溴環十二烷（HBCD），但是這些蟲子仍然可以作為其他動物的安全食品而出售。

布蘭登等人曾預想HBCD等化學物質會在蝦體内發生生物累積，但研究小組發現：

無論是喂食含有HBCD的PS還是飼喂正常飼料，這些粉虱都一樣健康；

用這些喂食了HBCD的粉虱去投喂蝦，蝦也同樣保持健康。

然而，這些食腐蠕蟲是否已經進化并适應了進食新材料的環境，或者它們是否會一直具有消化塑料的能力等問題仍然是個謎。

布蘭登說：“可能隻是在偶然情況下，這些昆蟲獲得了一種可以啟動消化塑料這一過程的酶；塑料意味着大量的碳和能量給它們使用；可以推斷或許存在某種進化動力驅動食腐蠕蟲具有了分解這些高能量、高密度物質的酶。”

資料來源：

Beetle Larvae Can Survive on Polystyrene Alonelystyrene Alone

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