Гусеницы восковой моли способны уничтожать пластиковые пакеты

Ученые обнаружили, что гусеница большой восковой моли Galleria mellonella , которая обычно питается воском, способна поедать пластиковые пакеты, использующиеся в качестве тары в магазинах. При этом гусеница уничтожает пакеты с довольно высокой скоростью, сообщает Кембриджский университет. По словам исследователей, открытие позволит использовать этих гусениц для борьбы с полиэтиленом, который в огромных количествах попадает на свалки и в океаны.

Гусеница производит вещества, способные разрушить химические связи материала, возможно, благодаря слюнным железам или содержащимся в желудке бактериям.

Большая восковая моля стала настоящей угрозой для ульев в Европе. Гусеницы моли поедают восковые соты и запасы меда, что может приводить к гибели пчел. Личинки восковой моли часто используются для рыбной ловли.

Обнаружить необычные способности восковой моли удалось случайно. Одна из членов исследовательской группы поместила в пакет несколько гусениц, которые она нашли в улье. Спустя некоторое время она заметила, что пакет был весь в дырках.

Ученые решили провести эксперимент. Они положили гусениц в обычный пакет из магазина и стали наблюдать за происходящим. Спустя всего 40 минут в пакете появились дырки. Через 12 часов пакет «похудел» на 92 мг. По словам ученых, гусеницы намного быстрее уничтожают пластик по сравнению с бактериями.

Весной 2012 года Федерика собрала личинок восковой моли из ульев в полиэтиленовый пакет. Спустя какое-то время она обнаружила, что гусеницы выбрались из него, проделав массу отверстий. По мнению учёного, они сделали это с помощью тех же веществ, благодаря которым разлагают восковые перегородки ульев.

Это наблюдение положило начало исследованию группы из Института биомедицины и биотехнологий Кантабрии (Испания) и Оксфордского университета (Великобритания) под руководством Бертоккини.

«Да, эти гусеницы расщепляют полиэтилен при контакте. Ну, может быть, они что-то съедают, но в любом случае он разлагается. Они (или какая-то бактерия в их кишечнике) производят вещество, которое разрывает связи между атомами полиэтилена, следовательно, он распадается», — объясняет Бертоккини бегство личинок из пакета.

В промышленных масштабах

Перед исследователями стоял вопрос, могут ли гусеницы питаться полиэтиленом. Учёные пытались обнаружить ген, который отвечает за выработку вещества, уничтожающего полиэтилен, чтобы пересадить его бактериям. Эти бактерии затем могли бы разлагать пластиковый мусор.

• globallookpress.com
• Un/Ropi

Однако, по словам Бертоккини, пока до этого далеко — исследования находятся на достаточно ранней стадии.

«Как учёный, я всегда должна говорить с осторожностью о наших возможных достижениях. Итак, вот что возможно: допустим, есть место, где находятся отходы, свалка или помойка, — рассуждает Бертоккини. — Можно представить себе небольшие установки, куда свозили бы полиэтиленовые отходы, пластиковые пакеты, и если бы у нас была эта молекула, химическое вещество, способное разлагать их, то в этих установках могла бы происходить переработка. Мы могли бы избавиться от огромного количества пластиковых отходов, которое скопилось в мире».

Сейчас исследователи гусениц, которые могут спасти мир от залежей пластика, находятся на этапе поиска финансирования. После этого начнётся активное изучение.

• globallookpress.com
• Fotogramma/Ropi

В перспективе, считает Федерика Бертоккини, исследователи смогут создать аппарат, который без вреда для окружающей среды будет разлагать пластик. Для этого необходимо найти вещество, которое отвечает за соответствующие процессы, а затем научиться производить его в промышленных масштабах.

МОСКВА, 25 апр - РИА Новости. Гусеницы обычной восковой моли, пожирающей воск в ульях пчел, оказались способными поедать и переваривать полиэтилен и другие виды пластика, что позволяет использовать их для утилизации мусора, говорится в статье, опубликованной в журнале Current Biology .

"Мы выяснили, что гусеницы обычных насекомых, большой восковой моли, могут разлагать один из самых стойких и химически прочных пластиков - полиэтилен. Мы планируем приспособить их для спасения океанов и рек Земли от загрязнения частицами этих материалов. Это, правда, не означает, что теперь можно мусорить, где угодно", — заявила Федерика Бертоккини (Federica Bertocchini) из университеа Кантабрии в Сантандере (Испания).

Сегодня на свалки Земли каждый год попадает примерно 300 миллионов тонн пластикового мусора, большая часть которого не разлагается почвенными микробами и остается в почти нетронутом виде на протяжении десятков и даже сотен лет. Многие частицы пластика попадают в воды мирового океана, где они проникают в желудки рыб и птиц и часто становятся причиной их гибели.

За последние два года ученые открыли несколько видов насекомых, чьи личинки оказались способными решить эту проблему. К примеру, два года назад китайские биологи обнаружили, что любимое блюдо многих посетителей китайских ресторанов - гусеницы мучных хрущаков - могут поедать пенопласт, PET и некоторые другие виды пластика. Открытие бактерий в их кишечнике, способных разлагать пластик, дало первую надежду на быструю очистку Земли от мусора.

Как рассказывает Бертоккини, ей случайно удалось найти "естественного врага" для самого крепкого и распространенного пластика - полиэтилена, ухаживая за пчелами в своем саду.

Когда она взглянула на пакет через пару часов, она увидела, что гусеницы не сдались, а "продолжили банкет" и начали есть не воск, а полиэтилен. Столь странные аппетиты насекомых заинтересовали Бертоккини, и она проверила, действительно ли личинки моли могут питаться пластиком, наблюдая за их поведением в лаборатории.

Оказалось, что это действительно так, и что моль может есть полиэтилен с рекордной скоростью - за полдня около ста гусениц съели почти 100 милиграмм пакета, что в тысячи раз больше скорости разложения пластика при помощи бактерий и других насекомых.

Как предполагают ученые, организм гусениц, по всей видимости, вырабатывает особый фермент, который разрывает связи между звеньями полимерных молекул и превращает их в этиленгликоль — токсичный для человека спирт. Аналогичные связи присутствуют в полимерных молекулах, составляющих основу пчелиного воска, что может объяснять, почему гусеницы моли так активно поедают пластик.

Пока Бертоккини и ее коллеги не знают, какие молекулы участвуют в этом процессе, но они планируют раскрыть секреты гусениц в ближайшее время. Если это удастся сделать, то синтетическую версию их ферментов можно будет использовать для переработки пластикового мусора и очистки биосферы Земли от антропогенного загрязнения.

Гусеницы едят полиэтилен April 26th, 2017

Ученые нашли гусеницу, которая перерабатывает полиэтилен. Как она это делает, никто не знает.

В научном журнале Current Biology вышла о том, что гусеницы восковой моли, по всей видимости, могут переваривать полиэтилен. И не просто пережевывать и выводить из организма естественным путем, а перерабатывать в другие вещества. Ученым и до этого были известны подобные организмы, но все они перерабатывают полиэтилен очень медленно. А сотня гусениц восковой моли может справиться с 92 миллиграммами полиэтилена за 12 часов.

Полиэтилен является одним из самых распространенных видов пластика и служит в основном для производства упаковки. Ежегодно в мире используется около триллиона полиэтиленовых пакетов и их утилизация представляет собой серьезную проблему. Так, в странах Европейского союза только четверть пластиковых пакетов перерабатывается, 36 процентов — сжигается, а остальные пакеты люди просто выбрасывают, тем самым нанося ущерб окружающей среде.

Личинка восковой моли (Galleria mellonella)

Раньше считалось, что полиэтилен не поддается биоразложению, так как он не встречается в природе. Тем не менее ученые не раз находили организмы, способные его перерабатывать. Так, выяснилось, что плесневые грибки Penicillium simplicissimum способны за три месяца частично утилизировать полиэтилен, предварительно обработанный азотной кислотой. Позднее появились сообщения о том, что бактерии Nocardia asteroides «съедают» пластик за время от четырех до семи месяцев, а обитающие в кишечнике индийской моли (Plodia interpunctella) бактерии способны разложить 100 миллиграммов полиэтилена за восемь недель. Авторы нового исследования выяснили, что личинки восковой моли Galleria mellonella могут утилизировать полиэтилен еще быстрее, за несколько часов.

В ходе эксперимента, после того, как личинок оставили наедине с полиэтиленовым пакетом, первые дыры в нем стали появляться через 40 минут. За 12 часов 100 личинок съели около 100 миллиграммов пластика. Чтобы понять, как черви переварили пластик, ученые растолкли нескольких личинок в ступе, получившейся пастой намазали полиэтиленовую пленку и оставили ее на несколько часов. «Обработанный» полиэтилен исследователи проанализировали с помощью инфракрасной Фурье-спектроскопии. На спектрограмме, помимо пиков, характерных для полиэтилена, появился пик, соответствующий этиленгликолю.

В ходе последующих экспериментов учёные установили, что гусеницы способны перерабатывать полиэтилен полностью. Это объясняется наличием в их телах особого фермента, который либо вырабатывается самими гусеницами, либо бактериями в их пищеварительной системе.

Специалисты полагают, что способность перерабатывать полиэтилен у гусениц выработалось по аналогии с механизмами переработки воска в ульях. Теперь они надеются окончательно выделить производящее нужный эффект вещество, а затем попытаться синтезировать его искусственным путём.

"Это открытие может помочь избавиться от огромного количества мусора, который скапливается на свалках и в океане", — заявил Франс Пресс один из авторов исследования, профессор Кембриджского университета Паоло Бомбелли. Полиэтилен представляет собой серьезную проблему для окружающей среды, так как очень медленно разлагается в естественных условиях.

Только вот никто не подумал ли о том, что будут есть эти расплодившиеся гусеницы, когда сожрут весь мусор? Примутся есть нужный нам полиэтилен как колорадские жуки картошку?

источники

В природе их соседство напоминает скорее симбиоз: моль не повреждает основной улей, а селится на старых сотах, освобождая место новому строительству. На пасеках восковая огневка – один из главных врагов, она способна заставить пчел покинуть жилье, буквально заполонив его.

За одним названием скрывается 2 близко родственных вида насекомых – малая и большая восковая моль. Различить их довольно сложно: обе серые или желтоватые, со сходными повадками и питанием. Большая восковая моль довольно крупная – до 3,5 см в размахе крыльев, очень плодовита и прожорлива, способна не только выесть стенки сот, но и продырявить насквозь их донышки. Малая восковая моль достигает 2,5 см, приносит ущерб только на одной стороне сот и размножается с меньшей скоростью.

Стадии развития

Огневка – насекомое с полным циклом развития, это значит, что каждая особь проходит несколько стадий: из яйца вылупляется личинка, через некоторое время она превращается в куколку, а затем в половозрелое насекомое – бабочку.

Бабочки не способны принимать пищу, их ротовой аппарат атрофирован. Продолжительность жизни самки – меньше 2 недель, самца – около месяца. Все это время они существуют за счет веществ, накопленных в личиночной стадии. Их цель – спариться, найти подходящее место и отложить яйца. Предпочитает моль селиться в улье со слабыми пчелиными семьями, в отходах, выброшенных с пасек, в хранилищах с восковым сырьем.

С наступлением сумерек и окончанием лёта пчел огневки пробираются в их дома и откладывают партии яиц на дне, стенках, в щелях между рамками, реже – в ячейки сот. Яйца очень мелкие, буквально доли миллиметра, а их количество огромно – от нескольких сотен до пары тысяч за все время жизни. Примерно через неделю из них вылупляются светлые личинки с коричневой головой.

Первое время гусеницы едят мед и пергу, а затем переходят на воск и остатки коконов. Чтобы запасти достаточное количество питательных веществ, они поглощают пищу без остановки, буквально уничтожая соты.

Через месяц активного разрушения улья личинки восковой моли ищут укромное местечко и переходят на следующую стадию — окукливаются. Куколки довольно крупные – 1,5 — 2,5 см, располагаются группами. В начале развития они светло-бежевые, затем темнеют до буро-коричневых. При комфортной для них температуре около 30°C уже через неделю вылетают бабочки. Если в улье холоднее, развитие куколок может удлиниться до месяца.

Обнаружение моли

Личинки пчелиной моли, появившиеся из яиц одной бабочки, способны уничтожить до 30 кг воскового сырья, поэтому очень важно их вовремя обнаружить.

Чтобы выявить восковую моль на пасеке, в воду добавляют дрожжи, мед и пергу, раствор наливают в миски и выставляют около ульев в темное время суток. Запах привлекает бабочек, они забираются в воду и тонут.

Если в улье немного личинок или они еще мелкие, обнаружить их можно по оставляемой в углах длинной спутанной паутине с мелкими темными кусочками внутри. Это экскременты восковой моли. Найти личинок в сотах можно, несильно постучав по планкам рамок, от вибрации гусеницы вываливаются из своих укрытий.

Выживание в сложных условиях

Помимо высокой плодовитости захватывать новые территории пчелиной моли помогает отличная приспособленность к жизни ее личинок:

1. Гусеницы пчелиной огневки в случае нехватки меда и воска питаются любым ульевым мусором, грызут деревянные рамки, ткань, утеплитель, полиэтилен, фекалии своих собратьев и даже занимаются каннибализмом.
2. Передвигаясь по улью, они делают целые сети пересекающихся тоннелей в воске. Вытащить из них вредителей, не причинив дополнительного ущерба, практически невозможно.
3. Для защиты от пчел личинка окутывает свои ходы в сотах шелковистой нитью в виде чулка и передвигается внутри них.
4. При снижении температуры до 8°C они не умирают, а прекращают развитие, впадают в анабиоз и в этом состоянии дожидаются потепления.

Бабочка восковой моли имеет самые чувствительные органы слуха из всех ранее исследованных обитателей нашей планеты. Она способна ощущать звуковые частоты до 300 кГц. Для сравнения — человек слышит звуки до 22 кГц, дельфины – 160 кГц. Ученые предполагают, что эта особенность помогает моли уберечься от летучих мышей, а также на значительном расстоянии находить себе пару и обнаруживать пчелиные ульи.

Наносимый ущерб

Сильные пчелиные семьи довольно успешно противостоят восковой моли, они не пускают бабочек внутрь, весь день сторожа на входе, запечатывают их прополисом, убивают только вылупившихся личинок. Частые набеги этого вредителя отвлекают пчел от изготовления меда, замедляют процесс их размножения, уменьшают количество произведенных пчелопродуктов.

Личинки в улье также приносят значительный ущерб:

• повреждают расплод, обгладывая куколки;
• экскременты личинок восковой моли и вырабатываемая ими паутина липнут к тельцу пчел и нарушают линьку;
• вытекший мед загрязняет улей;
• сильно расплодившиеся вредители неприятно пахнут и пчела стремится покинуть свой дом.

Особенно сильный вред пчелиной семье вплоть до ее гибели восковая моль наносит в теплом климате, в условиях высоких температур развитие ее быстрее и за год успевает смениться 2-3 поколения.

Лекарственные свойства моли

Народная медицина приписывает личинкам пчелиной огневки массу полезных свойств: уникальные ферменты, помогающие насекомому переваривать воск, справляются и с целым рядом микроорганизмов внутри человека.

Из гусениц готовят настойки, эликсиры, экстракты и сопровождают их целым списком показаний: от простуды до болезней сердца и туберкулеза.

Моль может выращиваться и вне улья. Чтобы контролировать развитие, личинки содержатся в прозрачных контейнерах, наполненных отходами пчеловодства. Используют гусениц, собранных в наиболее активный период, перед началом подготовки к окукливанию.

Разведение восковой моли для приготовления лекарственных средств происходит в отдельных помещениях с высокой температурой. Как правило, занимаются этим в домашних условиях на пасеках для получения дополнительного дохода или в небольших фирмах, изготавливающих биологические добавки к пище.

Доказанной эффективностью препараты из личинок не обладают, никаких исследований, подтверждающих необыкновенные свойства моли, не проводилось. Официальная медицина не применяет подобных средств. Более того, ученые утверждают, что заявленный чудодейственный фермент науке не знаком и даже если бы он существовал, просто переварился бы в желудочно-кишечном тракте пациента, не достигнув цели.

И все же пользу восковая моль приносит. Ее личинки используют вместо мелких млекопитающих для научных экспериментов в области токсикологии, генетики, изучения иммунитета. Крупные личинки, которых легко вырастить – отличный корм для домашних птиц и экзотических животных. В странах Европы налажена их продажа в замороженном виде именно для этих целей.