小昆虫成地球救星 发现大蜡蛾幼虫分解塑料的秘密

研究发现，大蜡蛾幼虫的唾液能降解聚乙烯。图片来源：César Hernández／CSIC

蜂蜡当中富含酚类物质，这种酶可以帮助蜡虫分解蜂蜡。图片来源：Richard Woeber／Pixabay

（神秘的地球uux.cn）据环境信息中心（姜唯 编译；许祖菱、林大利审校）：西班牙高等科学研究委员会（CSIC）的科学家在2017年就已发现，大蜡蛾（Greater Wax Moth，学名：Galleria mellonella）幼虫可以降解聚乙烯，此特性有望应用于处理塑料废弃物上。

如今他们更进一步发现其运作机制──这是因为大蜡蛾幼虫的唾液，含有属于酚氧化酶族的酶，这种酶在室温下就可以迅速降解聚乙烯。这份研究成果已刊登于《自然通讯》（Nature Communications）期刊。

这项研究的主持者，现任CSIC生物研究中心研究员弗雷德里卡.贝托奇尼（Federica Bertocchini）表示，这些酶是第一种，也是唯一一种已知不需经初步处理，就可降解聚乙烯的酶。

聚乙烯是最坚韧和使用最广泛的塑料原料之一，与聚丙烯、聚苯乙烯合计占塑料总产量的70%。然而，目前所知只有少数微生物能降解聚乙烯，且需要在特定条件下，它们才会缓慢地降解塑料。

几年前，贝托奇尼的团队就发现属于鳞翅目的大蜡蛾幼虫，只需要接触塑料1个小时，其唾液中的酶就能迅速氧化和分解塑料中的聚合物。

贝托奇尼解释：「要降解塑料，必须让氧气穿透聚合物（塑料分子），这是氧化的第一步。在正常的环境条件下，通常是透过曝晒在阳光或高温下数月，甚至数年才能做到，这也是聚乙烯等塑料降解过程中的瓶颈。」而大蜡蛾幼虫的唾液可以氧化塑料，克服瓶颈以加速塑料分解。

研究人员使用电子显微镜，分析了蜡虫唾液里的大量蛋白质，并从唾液中分离出两种酶，可以复制唾液的氧化作用。这两种属于多酚氧化酶族的酶，分别是Demetra和Ceres。

至于大蜡蛾幼虫为何有这种特殊的能力？研究人员推测，为了抵御昆虫或幼虫咬食，有些植物中含有酚类物质，连带蜂蜡中也含有酚。而大蜡蛾幼虫是以蜂蜡和花粉为食，为了能顺利进食，经长时间演化后，它们的唾液里就有了这种特殊的酶。刚好，酚也用在塑料的添加剂里，于是，大蜡蛾幼虫的唾液就有了可以分解塑料的能力。但研究人员强调，这些只是推测，需要进一步研究才能了解其运作。