【有什么动物吃面包虫】良心“食物”！科学家们用面包虫来控制“白色污染”

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黄粉虫又名面包虫，体内蛋白质含量丰富，是人工绵羊，用作动物饲料。最近，除了动物饲料的作用外，黄粉虫有望变成良心“吃货”。科学家发现黄粉虫可以分解聚苯乙烯塑料，这为治理令人头疼的“白色污染”提供了一条道路。相关论文最近发表在美国《环境科学和技术》期刊上。

文/记者黄山编辑/陈英杰

中美联合小组最近的研究结果为开发生物降解聚苯乙烯塑料的技术提供了新思路。这项研究首次提供了细菌在动物肠道内分解塑料的详细证据。(威廉莎士比亚，Northern Exposure(美国电视剧)，《动物名言》)此前也有研究人员声称分离了分解聚苯乙烯的细菌，但缺乏有力的物理化学分析证据来支持聚苯乙烯被微生物分解。这种研究结果没有得到学术界的认可。研究报告者之一北京航空航天大学杨军副教授向记者介绍了最近的这项研究。

实验照片(北京航空航天大学新闻网)

100只黄粉虫每天可以分解的重量是相当于小药丸的聚苯乙烯塑料

聚乙烯、聚氯乙烯和聚丙烯可以说是塑料界的“三大巨头”，但在控制“白色污染”时，不要忘记PS——聚苯乙烯。聚苯乙烯是产量仅次于前三的通用树脂，聚苯乙烯具有透明性、加工性、抗辐射性等优点，广泛用于照明产品装饰、仪表外壳、电绝缘用品、建筑用隔热部件、玩具、一次性餐具等日用品。

和大多数塑料一样，废弃的聚苯乙烯由于化学惰性高，不容易被微生物分解，形成对生态环境构成严重威胁的“白色污染”。目前处理废聚苯乙烯的方法主要有填埋法、焚烧法、循环再生法、回收、分解转化等。聚苯乙烯塑料垃圾的传统处理方法是填埋和焚烧，但使用这种处理方法会释放大量有毒副产品，进入环境，引起公共卫生和环境问题。循环再生法和回收法也因成本处理的经济问题而影响普及。

最近，一只虫子为控制“白色污染”打开了新的大门。中美研究人员报告说，在新的美国《环境科学与技术》号中，黄粉虫可以吞噬塑料并完全分解。研究人员首次从黄粉虫肠道中分离出了可以使用聚苯乙烯作为唯一生长营养素的细菌，存放在中国微生物菌种保存管理委员会普通微生物中心。

在食用聚苯乙烯塑料方面，黄粉虫可以说是良心“食物”，其肠道内的微生物大军在塑料分解过程中起着决定性作用。参与此次研究的北京航空航天大学杨军副教授表示：“与自然界中能够分解聚苯乙烯的微生物相比，目前从黄粉虫中分离出来的微生物分解能力比较强，分解速度也比较快。”

研究表明，100只黄粉虫每天可以吞下34 ~ 39毫克聚苯乙烯塑料，相当于小药丸的重量。这些塑料在黄粉虫肠道内停留不到24小时，其中约48%被分解成二氧化碳，一小部分被吸收。我国目前使用的塑料产品在自然分解条件下分解时间通常需要200至300年。

在黄粉虫体内分解聚苯乙烯的微生物“主力军”已经被研究人员筛选出来，这个团队包含多种细菌，其中包括日常生活中常见的细菌。一般认为，生物降解塑料产品不是单一的机制，而是复杂的生物物理学、生物化学作用，与其他物理化学作用(如水解、氧化等)一起相互促进和协同作用。就像战场上不同兵种之间的相互协调和配合。(威廉莎士比亚，温斯顿，战争)。

这些细菌在分解聚苯乙烯的过程中各自发挥什么作用，其中复杂的反应需要研究人员进一步探索。杨军副教授表示，目前正在进行许多相关研究，许多问题仍有待解决，短期内不能立即将此次研究成果投入实际应用。

黄粉虫食用塑料能产生生物浓缩效果吗？

今后有人担心，如果使用黄粉虫分解聚苯乙烯塑料，黄粉虫吃塑料，家禽吃黄粉虫，人吃家禽，塑料沿着食物链流动，会产生生物富集效应，最终对人体造成危害。

对此，参与此次研究的北京宇宙航空大学杨军副教授告诉记者：首先，黄粉虫只是此次研究的开始，只是一个机会，在最终的实际应用中，并不是让黄粉虫直接吃聚苯乙烯塑料。研究人员已经分离出在黄粉虫体内起重要作用的细菌，并将继续研究更高效、更环保的分解方式。其次，目前的实验结果没有发现黄粉虫摄入聚苯乙烯塑料导致异常。

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在24小时内，大部分剩余塑料变成了形状酷似微型兔子屎的排泄物，这些排泄物同样是可生物降解的。实验数据显示，这些蠕虫像处理所有的食物来源一样，将大约一半的聚苯乙烯塑料转变为二氧化碳。研究人员称，这些仅仅以聚苯乙烯塑料为食的黄粉虫和吃正常饮食的黄粉虫一样健康，而且它们的排泄物还可以安全地作为种植土使用。

那么，消化掉的塑料去哪了呢?变成脂肪了。事实上，黄粉虫不仅是良心“吃货”，也是不少家禽的美味食材。碳-13同位素示踪实验证明，聚苯乙烯被黄粉虫完全降解矿化为二氧化碳和利用转化为虫体脂肪。相信这些肥美的黄粉虫，不仅可以造福人类界，还可以让家禽界也一饱口福。

▍从小米长虫子得出的全新思路

砸中牛顿的那个苹果，和咬了杨军副教授家里的塑料袋的那群虫子，在某种程度上有着异曲同工之妙。据北京航空航天大学新闻网报道，早在10多年前，杨军副教授在自己厨房里观察到，装有小米、面粉等粮食的聚乙烯塑料袋储存一段时间后，会出现大量小孔和存在米虫蛾子。从这一现象出发，他和他的研究组开展了10多年的有关昆虫降解塑料的持续研究。

杨军副教授称，一般做生物降解塑料制品研究，研究人员往往会从水、土壤、污泥当中寻找可能可以降解某些塑料的微生物，而在这次研究中，研究人员从昆虫体内来寻找这些微生物，这就是全新的思路，而且也有实验数据证明，来自昆虫体内的微生物降解称得上是高效的。

其实，黄粉虫体内的微生物部队并不是第一支奔赴降解前线的队伍。来自蜡虫肠道的细菌已经“身先士卒”。早在2014年12月，杨军研究组便在《环境科学与技术》上发表了相关研究，当时的研究证明了蜡虫肠道内存在有效降解聚乙烯塑料的微生物。

和2014年的蜡虫体内存在降解聚乙烯微生物的研究相比，此次关于黄粉虫的新研究也很重要。和聚乙烯相比，聚苯乙烯泡沫塑料不仅同样难以降解而且还容易破碎，对于环境的影响更大。另外，聚乙烯一般用作制造薄膜制品，如地膜、垃圾袋等，质软而无毒。而可生物降解的地膜和垃圾袋也已被发明出来并进行推广，聚苯乙烯是用来制作塑料制品的，如快餐盒、玩具等，质硬且脆，目前，人们专家们还没有找到更好的代替物来取代这些聚苯乙烯制品。

有人认为，材料取代传统塑料制品无疑是根治“白色污染”的最佳办法。但迄今为止尚未生产出可资商业化生产的性能优良、价格合理、符合人类意愿的塑料代用品。专家预测, 塑料制品消费量不断增大, 它对环境的影响将是人类长期面临的课题。

▍还将继续研究能够降解塑料的多种微生物

常用的塑料，如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等，在农业、包装、医疗行业，许多塑料制品均为一次性使用，且用量巨大，在自然界中都很稳定，难以被降解，研究人员将继续寻找自然界中能够降解各种塑料的微生物。

据报道，由斯坦福大学伍兹环境研究所高级研究员Criddle领导的研究者们正与项目负责人和论文第一作者北航的杨军及其他中国研究者们合作进行持续研究。他们计划共同研究黄粉虫和其他昆虫体内的微生物是否能生物降解聚丙烯(用于从纺织品到汽车零部件的产品)、微珠(用于去角质的小颗粒)和生物塑料(来自玉米或甲烷沼气等可再生生物质来源)。

近年来，海洋中的塑料废弃物对海洋这一生态体系造成了严重影响，它破坏栖息地，造成了无数海鸟、鱼、海龟和其他海洋生物的死亡。Criddle说，该领域的另一研究可能涉及寻找黄粉虫的海洋生物等价物来消化海洋中的废弃塑料。杨军副教授表示，目前还有大量的研究工作正在持续推进，他认为，类似黄粉虫体内的能够降解塑料的微生物在自然界中仍然有着非常丰富的来源。

（本文由北京科技报《科技生活》周刊采编制作，图片源自网络，新媒体编辑/房永珍。版权作品，转载需授权。合作联系微信：科通社）