Fathiya Khamis, Centro Internacional de Fisiologia e Ecologia de Insetos
Houve uma nova descoberta empolgante na luta contra a poluição plástica: larvas de bicho-da-farinha que são capazes de consumir poliestireno. Elas se juntam às fileiras de um pequeno grupo de insetos que foram descobertos como capazes de quebrar o plástico poluente, embora esta seja a primeira vez que uma espécie de inseto nativa da África foi descoberta fazendo isso.
Poliestireno, comumente conhecido como isopor, é um material plástico amplamente utilizado em embalagens de alimentos, eletrônicos e industriais. É difícil de quebrar e, portanto, durável. Métodos tradicionais de reciclagem – como processamento químico e térmico – são caros e podem criar poluentes. Essa foi uma das razões pelas quais queríamos explorar métodos biológicos de gerenciamento desses resíduos persistentes.
Faço parte de uma equipe de cientistas do Centro Internacional de Fisiologia e Ecologia de Insetos que descobriu que as larvas do verme da farinha menor do Quênia podem mastigar poliestireno e hospedar bactérias em seus intestinos que ajudam a decompor o material.
O verme da farinha menor é a forma larval do besouro escuro Alphitobius . O período larval dura entre 8 e 10 semanas. O verme da farinha menor é encontrado principalmente em galpões de criação de aves, que são quentes e podem oferecer um suprimento constante de alimentos – condições ideais para que eles cresçam e se reproduzam.
O verme da farinha menor é a forma larval do besouro escuro Alphitobius . O período larval dura entre 8 e 10 semanas. O verme da farinha menor é encontrado principalmente em galpões de criação de aves, que são quentes e podem oferecer um suprimento constante de alimentos – condições ideais para que eles cresçam e se reproduzam.
Nosso estudo também examinou as bactérias intestinais do inseto. Queríamos identificar as comunidades bacterianas que podem dar suporte ao processo de degradação do plástico.
Os níveis de poluição por plástico estão em níveis criticamente altos em alguns países africanos. Embora o lixo plástico seja um grande problema ambiental globalmente, a África enfrenta um desafio particular devido à alta importação de produtos plásticos, baixa reutilização e falta de reciclagem desses produtos.
Ao estudar esses “comedores de plástico” naturais, esperamos criar novas ferramentas que ajudem a se livrar dos resíduos plásticos de forma mais rápida e eficiente. Em vez de liberar um grande número desses insetos em lixões (o que não é prático), podemos usar os micróbios e enzimas que eles produzem em fábricas, aterros sanitários e locais de limpeza. Isso significa que os resíduos plásticos podem ser enfrentados de uma forma mais fácil de gerenciar em larga escala.
Principais conclusões
Fizemos um teste, com duração de mais de um mês. As larvas foram alimentadas apenas com poliestireno, apenas com farelo (um alimento rico em nutrientes) ou com uma combinação de poliestireno e farelo.
Descobrimos que larvas de farinha na dieta de poliestireno-farelo sobreviveram em taxas mais altas do que aquelas alimentadas apenas com poliestireno. Também descobrimos que elas consumiram poliestireno de forma mais eficiente do que aquelas em uma dieta somente de poliestireno. Isso destaca os benefícios de garantir que os insetos ainda tivessem uma dieta rica em nutrientes.
Embora a dieta somente de poliestireno tenha apoiado a sobrevivência dos bichos-da-farinha, eles não tinham nutrição suficiente para torná-los eficientes na quebra do poliestireno. Essa descoberta reforçou a importância de uma dieta balanceada para que os insetos consumam e degradem o plástico de forma ideal. Os insetos podem estar comendo o poliestireno porque ele é composto principalmente de carbono e hidrogênio, o que pode fornecer a eles uma fonte de energia.
Os bichos-da-farinha alimentados com farelo de poliestireno conseguiram decompor aproximadamente 11,7% do poliestireno total durante o período de teste.
Bactérias intestinais
A análise do intestino do bicho-da-farinha revelou mudanças significativas na composição bacteriana dependendo da dieta. Entender essas mudanças na composição bacteriana é crucial porque revela quais micróbios estão ativamente envolvidos na decomposição do plástico. Isso nos ajudará a isolar as bactérias e enzimas específicas que podem ser aproveitadas para esforços de degradação do plástico.
Descobriu-se que os intestinos de larvas alimentadas com poliestireno continham níveis mais altos de Proteobacteria e Firmicutes , bactérias que podem se adaptar a vários ambientes e quebrar uma ampla gama de substâncias complexas. Bactérias como Kluyvera , Lactococcus , Citrobacter e Klebsiella também eram particularmente abundantes e são conhecidas por produzir enzimas capazes de digerir plásticos sintéticos. As bactérias não serão prejudiciais ao inseto ou ao meio ambiente quando usadas em escala.
A abundância de bactérias indica que elas desempenham um papel crucial na decomposição do plástico. Isso pode significar que os vermes da farinha podem não ter naturalmente a capacidade de comer plástico. Em vez disso, quando eles começam a comer plástico, as bactérias em seus intestinos podem mudar para ajudar a quebrá-lo. Assim, os micróbios nos estômagos dos vermes da farinha podem se ajustar a dietas incomuns, como plástico.
Essas descobertas apoiam nossa hipótese de que o intestino de certos insetos pode permitir a degradação do plástico. Isso provavelmente ocorre porque as bactérias em seus intestinos podem produzir enzimas que quebram polímeros plásticos.
Isso aumenta a possibilidade de isolar essas bactérias e as enzimas produzidas para criar soluções microbianas que abordarão os resíduos plásticos em uma escala maior.
O que vem a seguir
Certas espécies de insetos, como larvas de farinha amarelas ( Tenebrio molitor ) e supervermes ( Zophobas morio ), já demonstraram a capacidade de consumir plásticos. Eles são capazes de quebrar materiais como poliestireno com a ajuda de bactérias em seus intestinos.
Nossa pesquisa é única porque se concentra em espécies de insetos nativas da África, que não foram amplamente estudadas no contexto da degradação do plástico.
Esse foco regional é importante porque os insetos e as condições ambientais na África podem ser diferentes daqueles de outras partes do mundo, o que pode oferecer novos insights e soluções práticas para a poluição plástica em ambientes africanos.
A capacidade do bicho-da-farinha do Quênia de consumir poliestireno sugere que ele pode desempenhar um papel na redução natural de resíduos, especialmente para tipos de plástico que são resistentes aos métodos convencionais de reciclagem.
Estudos futuros podem se concentrar em isolar e identificar as cepas bacterianas específicas envolvidas na degradação do poliestireno e examinar suas enzimas.
Esperamos descobrir se as enzimas podem ser produzidas em escala para reciclagem de resíduos.
Além disso, podemos explorar outros tipos de plásticos para testar a versatilidade desse inseto em aplicações mais amplas de gerenciamento de resíduos.
Ampliar o uso de larvas de besouro-da-farinha para degradação de plástico também exigiria estratégias para garantir a saúde dos insetos durante o consumo prolongado de plástico, bem como avaliar a segurança da biomassa de insetos resultante para ração animal.
Fathiya Khamis , Cientista Sênior, Centro Internacional de Fisiologia e Ecologia de Insetos
Este artigo foi republicado do The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original .
