Zijn er plastic-etende wormen?
De ontdekking van plastic-etende wormen of larven is gehuld in hoop en scepsis. Volgens deskundigen wordt jaarlijks wereldwijd meer dan 320 miljoen ton plastic gebruikt. In feite gebruikt bijna elke sector van de bevolking dit materiaal op een of andere manier.
In dit verband bedroeg het plastic afval tussen 1950 en 2015 wereldwijd naar schatting 6,3 miljard ton. Het gebruik van plastic heeft ertoe geleid dat het zich heeft opgehoopt als een belangrijke vervuiler van land, rivieren, meren en oceanen.
Met dit vooruitzicht is lang uitgekeken naar het vinden van dieren die plastic biologisch kunnen afbreken. Hier zijn wat hoopvolle gegevens over het onderwerp.
Plastic etende wormen: nieuwe hoop
Sinds de jaren 1950 hebben veel onderzoekers het vermogen van insecten om plastic te eten en hun vermogen om verpakkingen te beschadigen bestudeerd. Er zijn kevers en larven die dit gedrag vertonen. Ze werden geïdentificeerd bij:
- de familie Tenebrionidae
- de familie Anobiidae
- en de familie Dermestidae
Na verloop van tijd verloor men echter de belangstelling voor deze studies.
Vervolgens bestudeerden veel onderzoeksgroepen in het begin van de jaren zeventig de biologische afbraak van polystyreen (PS) in bodems, zeewater, stortplaatsafzettingen, actief slib en compost. Zo stelden wetenschappers vast dat sommige mandibulate insecten op plastic verpakkingen kunnen kauwen en eten.
Denk daarbij aan stoffen zoals polyvinylchloride (PVC), polyethyleen (PE) en polypropyleen (PP) verpakkingsfolies. Tot voor kort was er echter weinig bekend over de vraag of het opgenomen plastic in de darm van het insect biologisch kan worden afgebroken.
Welke plastic-etende wormen zijn dat?
Onlangs meldde een groep Chinese wetenschappers dat waswormen (larven van de Indische meelmot of Plodia Interpunctella in staat zijn op PE-folie te kauwen en te eten. Ze vonden ook twee bacteriestammen, geïsoleerd uit hun darmen, die deze kunnen afbreken.
Dezelfde groep ontdekte ook dat meelwormen piepschuim kunnen eten (Engelse link) als hun enige dieet. Meelwormen zijn de larven van de kever Tenebrio molitor en veel groter in omvang dan waswormen.
Bovendien rapporteerde een onderzoeksgroep van de Universiteit van Cantabrië de biologische afbraak van PE door de grotere waslarven van de mot Galle r ia mellonella (Engelse link).
Ten slotte is dit vermogen om plastic te eten ook aanwezig bij de zogenaamde superwormen, larven van Zophobas morio, ook uit de familie Tenebrionidae.
Vijanden of bondgenoten?
Over het algemeen vormen deze wormen het tweede stadium van een insect dat vier levensstadia kent: ei, larven, pop en volwassene. Experts beschouwen ze als een plaag omdat ze parasiteren op honingraten (de waswormen) en graanpakhuizen (de meelwormen). Daardoor veroorzaken ze aanzienlijke economische schade.
Anderzijds kunnen meelwormen ook een hulpbron zijn. Deze larven zijn een kosteneffectief diervoeder, verkrijgbaar in veel insectenmarkten en dierenwinkels. Larven worden massaal geproduceerd als voedsel voor vogels, reptielen, amfibieën en vissen.
Het primaire voedsel van deze larven is zemelen, een bijproduct van de landbouw. Over het algemeen zijn ze gemakkelijk te kweken in verse haver, tarwezemelen of granen met aardappel, kool, wortels of appel.
Bovendien wordt vermicast dat door meelwormen wordt gegenereerd verkocht als meststof.
Wat is het mechanisme dat de biologische afbraak van plastic mogelijk maakt?
In 2015 bewees een groep Chinese onderzoekers dat een stam meelwormen uit Beijing, China, een maand lang alleen op plastic kon overleven. Bij behandeling van de wormen met antibiotica verdween dit vermogen. Dat suggereert dat de activiteit van de darmmicrobiële flora de spijsvertering bemiddelt. Deze studies zijn uitgebreid met wormenstammen uit de Verenigde Staten.
Daarom weten we nu dat het vermogen om plastic af te breken wijdverbreid is onder verschillende wormenstammen. Vermeldenswaard is de ontdekking dat de afbraak van PS aanzienlijk verbetert door het dieet van de wormen aan te vullen met een conventionele voedingsbron.
Bovendien stelden de wetenschappers vast dat meelwormen die met dit gemengde dieet gevoerd worden zich kunnen voortplanten. Ze zijn in staat een tweede generatie ter wereld te brengen die in staat is PS af te breken.
Het microbioom is het geheime wapen van de natuur
Dezelfde groep onderzoekers die deze onderzoekslijn uitvoert, heeft een analyse uitgevoerd van het darmmicrobioom van de meelworm Tenebrio molitor. Tot nu toe slaagden de wetenschappers erin het bestaan te ontdekken van twee groepen bacteriën (Citrobacter sp. en Kosakonia sp.) die sterk geassocieerd worden met de biologische afbraak van PE en PS.
Bovendien konden ze andere bacteriegroepen identificeren die uniek geassocieerd worden met de biologische afbraak van elk van de kunststoffen. Deze resultaten wijzen op het aanpassingsvermogen van het darmmicrobioom van de worm dat hem in staat stelt chemisch verschillende kunststoffen af te breken.
De studie van plastic-etende wormen bevestigt dat snelle biologische afbraak van PS in de larvale darm mogelijk is. Dit wijst dus op het bestaan van een veelbelovend plastic afbraakproces dat nuttig kan worden bij het verbeteren van de milieuvervuiling.
Alle aangehaalde bronnen zijn grondig gecontroleerd door ons team om hun kwaliteit, betrouwbaarheid, actualiteit en geldigheid te waarborgen. De bibliografie van dit artikel werd beschouwd als betrouwbaar en wetenschappelijk nauwkeurig.
- Lebreton, L., Slat, B., Ferrari, B., Sainte-Rose, B., Aitken, J., Marthouse, R., . . . Reisser, J. (2018). Evidence that the Great Pacific Garbage Patch is rapidly accumulating plastic. Scientific Reports, 8(4666). doi: 10.1038/s41598-018-22939-w
- Bombelli, P., Howe, C. J., & Bertocchini, F. (2017). Polyethylene bio-degradation by caterpillars of the wax moth Galleria mellonella. Current Biology, 27(8), R292-R293.
- Yang, Y., Yang, J., Wu, W. M., Zhao, J., Song, Y., Gao, L., … & Jiang, L. (2015). Biodegradation and mineralization of polystyrene by plastic-eating mealworms: Part 1. Chemical and physical characterization and isotopic tests. Environmental science & technology, 49(20), 12080-12086.
- Brandon, A. M., Gao, S. H., Tian, R., Ning, D., Yang, S. S., Zhou, J., … & Criddle, C. S. (2018). Biodegradation of polyethylene and plastic mixtures in mealworms (larvae of Tenebrio molitor) and effects on the gut microbiome. Environmental science & technology, 52(11), 6526-6533.
- Yang, S. S., Brandon, A. M., Flanagan, J. C. A., Yang, J., Ning, D., Cai, S. Y., … & Ren, N. Q. (2018). Biodegradation of polystyrene wastes in yellow mealworms (larvae of Tenebrio molitor Linnaeus): Factors affecting biodegradation rates and the ability of polystyrene-fed larvae to complete their life cycle. Chemosphere, 191, 979-989.
- Zumstein, M. T., Narayan, R., Kohler, H. P. E., McNeill, K., & Sander, M. (2019). Do´s and do not´s when assessing the biodegradation of plastics. Environmental Science and Technology, 53, 9967-9969.