Larvy zavíječe voskového pomohou při boji proti plastovému odpadu

Pokud bychom tento princip uměli využít v průmyslovém měřítku, znamenalo by to velký pokrok v celosvětovém boji proti znečištění životního prostředí plasty.

Polyetylen je přitom celosvětově nejpoužívanějším plastem (tvoří asi třetinu jejich produkce) a značně přispívá k ekologické krizi. Polyetylen byl poprvé vytvořen v roce 1933, je levný, trvanlivý a nereaguje s potravinami, díky čemuž je mj. vhodný pro balení potravin nebo jako materiál pro tašky.

Larvy zavíječe voskového se ve včelím úlu chovají jako škůdci – ničí zde voskové plásty, vytvořené včelami. Fakt, že tyto larvy konzumují kromě vosku také plast, odhalila před časem náhodou italská molekulární bioložka Federica Bertocchiniová, která je zároveň amatérskou včelařkou. Poté, co vyčistila zavíječi zamořený úl a odložila larvy do plastového sáčku, zjistila, že larvy začaly prožírat díry i v něm.

Nová studie vedená stejnou – a v současnosti ve španělsku působící – Federicou Bertocchiniovou, zveřejněná v Nature Communications, staví na předchozích základních zjištěních podobné skupiny vědců z roku 2017, že „voskoví červi“ – kteří jedí vosk vyrobený původně včelami pro stavbu plástů – byli schopni rozkládat i polyetylen, i když v té době nebylo jasné, jak k tomu mohlo dojít.

Nevědělo se, jestli larvy plast mechanicky rozžvýkaly nebo jestli k rozkladu plastů došlo chemickou cestou.

Paralelně výzkumníci použili sliny jiného červa jako kontrolní experiment, ten však nezpůsobil žádnou degradaci plastu ve srovnání se slinami „voskového červa“.

Konečnou odpovědí podle zpravodajské stanice BBC i serveru listu The Daily Mail bylo, že trávicí trakt larev zavíječe voskového produkoval jisté zajímavé enzymy. Enzymy jsou obecně látky produkované živými organismy, které spouštějí biochemické reakce či usnadňují nebo urychlují jejich průběh. Jsou to vlastně biologické katalyzátory chemických reakcí. Nová studie ukázala, že sliny „voskových červů“ jsou „skladištěm“ dvou plasty degradujících enzymů, které by při patřičném technologickém využití mohly způsobit revoluci při eliminaci plastového odpadu.

Aby se plast rozložil na menší molekuly, musí do molekuly výchozího polymeru – který tvoří základ plastu – proniknout kyslík v důležitém počátečním kroku zvaném oxidace. Vědci zjistili, že se to dotyčným enzymům (ve větším měřítku) povedlo během několika hodin, navíc bez nutnosti dalších podmínek, jakou je např. dodávka energie ve formě tepla nebo záření.

„To je velká změna v rámci dosavadního pojetí biodegradace plastů,“ řekla Federica Bertocchiniová ze španělské Národní výzkumné rady (CSIC) a z madridského Centra biologických studií Margarity Salasové (CIB), která studii vedla.

Běžné plasty jsou často vyrobeny z polymerů navržených tak, aby bylo těžké je rozložit, navíc někdy obsahují přísady, které zvyšují jeho odolnost. Díky tomu obvykle vydrží bez porušení léta, desetiletí nebo i staletí, pokud je např. silně nezahřejeme. Tato jejich pozitivní užitková vlastnost je tedy zároveň velkým problémem pro životní prostředí. Nakonec se plasty rozpadnou na velmi malé částice (mikroplasty, nanoplasty), které pak nacházíme doslova všude, od Antarktidy po déšť a vodu z vodovodu, kde se navíc stávají stále větším problémem pro lidské zdraví.

Od objevení principu ke komerční aplikaci enzymů vede ještě dlouhá cesta. Cílem nového výzkumu bylo izolovat příslušné dva funkční enzymy (podle webu Interesting Engineering pojmenované jako Demetra a Ceres) ze slin „voskových červů“, což se výzkumníkům podařilo.

Bertocchiniová však řekla, že přímé použití velkých množství daných červů k rozložení plastů má své nevýhody, včetně produkce oxidu uhličitého během trávení polyetylenu. Nyní vědci promýšlejí další scénáře, v rámci kterých by mohly být plasty degradovány za kontrolovaných a uspokojivých technologických podmínek, aby se mj. omezila produkce mikroplastů.

Bertocchiniová je také jedním ze dvou šéfů madridské společnosti s názvem Plasticentropy, která pracuje na komerčním využití enzymů k rozkladu plastového odpadu. Současná čísla v této oblasti jsou varující – spotřeba plastů během posledních tří desetiletí celosvětově prudce vzrostla, kolem 400 milionů tun ročně jich končí jako odpad a méně než 10 procent z nich se v současnosti recykluje.

„Dokážeme si představit scénář, kdy se tyto enzymy rozpustí ve vodném roztoku, přičemž litry tohoto roztoku se pak přelijí přes hromady sesbíraných plastů v zařízení pro zpracování odpadu,“ zmínila podle vědeckého serveru Phys.org.

Tímto způsobem by vlastně i každá rodina mohla rozkládat svůj vlastní plastový odpad.