Plastik Yiyen Solucanlar Var Mıdır?

04 Kasım, 2020
Plastik yiyen solucanların keşfi yeni değildir. Bununla birlikte, işleme oranlarının çok düşük olduğu göz önüne alındığında, biyolojik bozunma sürecinde kullanılmalarına dair ümit azalmıştır. Yine de, yeni haberler bu umudu tekrar yeşertmiştir.

Plastik yiyen solucanlar ya da larvaların keşfi umut ve şüphecilik ile örtülüdür. Uzmanlara göre, her yıl dünya çapında 320 milyon tondan fazla plastik kullanılmaktadır. Aslında, nüfusun hemen hemen her kesimi bu materyali bir şekilde kullanmaktadır.

Bu bağlamda, 1950 yılı ile 2015 yılı arasında, plastik atık miktarı dünya çapında 6.3 milyar ton olarak tahmin edilmektedir. Plastik kullanımı büyük bir toprak, nehir, göl ve okyanus kirleticisi olarak plastik birikimine yol açmıştır.

Bu bakış açısı ile, plastik çözünmeyi sağlayabilecek hayvanlar bulmak uzun süredir beklenmektedir. İşte bu konu hakkında bazı umut verici veriler paylaşıyoruz.

Plastik Yiyen Solucanlar: Yeni Umutlar

1950’li yıllardan beri pek çok araştırmacı böceklerin plastik yeme kapasiteleri ve ambalajlara zarar verme yetenekleri üzerinde çalışmalar yapmıştır. Bu davranışları gösteren böcek ve larvalar Tenebrionidae familyası, Anobiidae familyası, ve Dermestidae familyasında tanımlanmıştır. Ancak, zaman içerisinde insanlar bu çalışmalara karşı sahip oldukları ilgiyi kaybetmişlerdir.

Daha sonra, 1970’lerin başlarında, pek çok araştırma grubu toprakta, deniz suyunda, çöplük çökeltilerinde, aktif çamurda ve kompostta polistirenin (PS) biyolojik bozunması üzerine çalışmıştır. Böylece, bilim insanları bazı mandibulat böceklerin polivinil klorür (PVC), polietilen (PE) ve polipropilen (PP) ambalaj filmleri de içerisinde olmak üzere plastik ambalajları çiğneyip yiyebileceğini belirlemiştir. Ancak, yakın bir zamana kadar, yutulmuş olan plastiğin böceğin bağırsağında biyolojik olarak parçalanıp parçalanamayacağı hakkında çok az şey bilinmekteydi.

Plastik yiyen solucanlar arasında olan tenebrio solucanının kafası.

Plastik Yiyen Solucanlar Hangileridir?

Son zamanlarda, bir grup Çinli bilim insanı balmumu solucanlarının (Hint unu güvesi larvaları ya da Plodia InterpunctellaPE filmleri çiğneyip yiyebildiklerini bildirmiştir. Ayrıca onların bağırsaklarından izole edilmiş, bu filmleri parçalayabilen iki bakteri suşu da bulmuşlardır.

Aynı grup un kurtlarının tek diyetleri olarak polistiren köpüğü yiyebileceğini de keşfetmişlerdir. Un kurtları boyut olarak balmumu solucanlarından çok daha büyük olan Tenebrio molitor böceğinin larvalarıdır.

Bunlara ek olarak, Cantabria Üniversitesinden bir araştırma grubu PE’nin biyolojik parçalanımının Galleria mellonella güvesinin daha büyük olan balmumu larvaları tarafından gerçekleştirilebildiğini de bildirmiştir. Son olarak, bu plastik yeme yeteneği süper solucan diye adlandırılan canlılarda da bulunmaktadır, bunlar da yine Tenebrionidae familyasından olan Zophobas morio’nun larvalarıdır.

Düşman Mı Yoksa Müttefik Mi?

Genel olarak, bu solucanlar dört yaşam evresi olan bir böceğin yaşamının ikinci aşamasıdırlar, bahsi geçen aşamalar ise şunlardır: yumurta, larva, pupa ve yetişkin. Uzmanlar bunları zararlı böcekler olarak görür çünkü bal peteklerini (balmumu solucanları) ve tahıl ambarlarını (un kurtları) parazite ederler ve bu şekilde önemli bir ekonomik kayba neden olurlar.

Diğer yandan, un kurtları bir kaynak da olabilir. Bu larvalar pek çok böcek pazarı ve evcil hayvan dükkanında bulunan uygun maliyetli bir hayvan yemidir. Larvalar kuşlar, sürüngenler, amfibiler ve balıklar için besin olarak kitlesel şekilde üretilir. Bu larvaların birincil besini tarımsal bir yan ürün olan kepektir. Genellikle onları taze yulafta ve buğday kepeğinde ya da içinde patates, lahana, havuç ya da elma olan tahıllarda yetiştirmek kolaydır.

Dahası, un kurtları tarafından üretilen vermikast gübre olarak da satılmaktadır.

Plastiğin Biyolojik Anlamda Bozunumuna Olanak Tanıyan Mekanizma Nedir?

2015 yılında bir grup Çinli araştırmacı Çin’in Pekin şehrinden gelen bir un kurdu türünün yalnızca plastik tüketerek bir ay boyunca hayatta kalabileceğini kanıtlamıştır.

Solucanlara antibiyotik verildiğinde bu beceri ortadan kalkmıştır, bu da sindirime aracılık eden faktörün bağırsaktaki mikrobiyal flora aktivitesi olduğuna işaret etti. Bu çalışmalar, Amerika Birleşik Devletlerindeki solucan türleri kullanılarak genişletildi.

Bundan dolayı, şimdi artık biliyoruz ki plastiği parçalama yeteneği farklı solucan türleri arasında yaygın olan bir şey. Solucanların beslenme düzeni geleneksel bir beslenme kaynağı ile desteklenirse, PS bozulma oranlarının önemli ölçüde arttığı keşfine dikkat etmek de önemlidir.

Bunlara ek olarak, bilim insanları bu karışık diyet ile beslenen un kurtlarının üreyebileceğini ve PS bozunmasını gerçekleştirebilen ikinci bir nesil doğurabileceğini de belirlemişlerdir.

Mikrobiyom, Doğanın Gizli Silahıdır

Bu araştırma çizgisine devam eden aynı araştırmacı grubu Tenebrio molitor adlı un kurdunun bağırsak mikrobiyomunun bir analizini yapmıştır. Şimdiye kadar, bilim insanları PE ve PS’nin biyolojik olarak parçalanması ile güçlü bir şekilde ilişkili olan iki farklı bakteri grubunun (Citrobacter sp. ve Kosakonia sp.) varlığını keşfetmeyi başarmışlardır.

Dahası, plastiklerin her birinin biyolojik bozunması ile benzersiz bir şekilde ilişkili olan diğer bakteri gruplarını da belirleyebilmişlerdir. Bu sonuçlar, kimyasal olarak farklı olan plastikleri parçalamasına izin verdiği için, solucanın bağırsak mikrobiyomunun ne kadar yüksek bir adaptasyon becerisi olduğuna işaret etmektedir.

Bir solucan larvası.

Plastik yiyen solucanlar üzerinde yapılan çalışmalar PS’nin larva bağırsağında hızlı bir şekilde biyolojik bozunmaya uğramasının mümkün olduğunu vurgulamaktadır. Bu nedenle, bu çevre kirliliği seviyelerinin iyileştirilmesinde faydalı olma ihtimali olan, gelecek vadeden bir plastik bozunma sürecinin varlığına işaret etmektedir.

  • 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 & technology49(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 & technology52(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. Chemosphere191, 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.