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Bruchi che digeriscono la plastica

Da una larva di insetti comuni una soluzione per lo smaltimento della plastica

credit: César Hernández/CSIC
Il bruco del lepidottero della cera, Galleria mellonella, è rinomata sia per il suo utilizzo (è tra le esche più usate dai pescatori) che per i suoi effetti negativi (è un flagello degli alveari data la sua predilezione per la cera delle api).
Una recente scoperta promette di migliorarne la reputazione grazie alla capacità della larva di digerire la plastica comune (quella dei sacchetti e degli imballaggi) rompendone i legami chimici critici .
Il polietilene rappresenta il 40% della domanda totale di prodotti in plastica in Europa, dove nonostante gli sforzi degli ultimi anni c'è ancora un 38% dei rifiuti di plastica che finisce nelle discariche indifferenziate dove serviranno tra 100 e 400 anni perché la degradazione si compia. In tutto il mondo si utilizzano e buttano circa un trilione di sacchetti di plastica all'anno. La plastica inoltre è molto resistente alle rotture (come ben sappiamo dalla comparazione con le bioplastiche) e anche quando frantumata, i pezzi piccoli sono ugualmente resistenti alla degradazione soffocando così l'ecosistema, in particolare quello degli oceani. Il costo ecologico è molto alto.
Un bruco "mangiaplastica" aprirebbe dunque le porte allo sviluppo di metodi biotecnologici per il trattamento dei rifiuti di polietilene.

Come molte scoperte anche questa viene da una osservazione estemporanea fatta da un ricercatore con l'hobby della apicoltura. E' stato proprio durante le routinarie operazioni di bonifica dai parassiti infestanti i suoi alveari, che il nostro apicoltore scoprì la capacità delle larve di digerire la plastica; dopo avere riposto temporaneamente i lepidotteri in una borsa di plastica ed essersi allontanato per continuare la bonifica, trovò al suo ritorno la busta bucherellata.
Da buon ricercatore decise di testare in modo controllato il fenomeno. Prese quindi un centinaio di larve e dopo averle poggiate sulla plastica misurò il tempo necessario per l'operazione: dopo 40 minuti i fori erano già evidenti e dopo 12 ore erano stati digeriti 92 mg di plastica.
Una efficienza nettamente superiore rispetto ai metodi attuali, ivi compresi quelli più recenti basati su batteri capaci di digerire la plastica che si fermano a soli 0,13 mg al giorno.

Video originale --> qui

Implementare il processo biologico in un sistema di ecosmaltimento ha una complessità proporzionale al numero di enzimi deputati alla digestione del materiale. Secondo lo studio pubblicato sulla rivista Current Biology, la procedura è tuttavia fattibile nei bioreattori industriali.

La cera delle api su cui solitamente banchettano queste larve è costituita da una miscela polimerica altamente diversificata a base lipidica. In un certo senso la cera potrebbe essere considerata come una sorta di "plastica naturale". I ricercatori hanno osservato che il bruco è capace di trasformare il polietilene in glicol etilenico, un passaggio riassumibile nella scomposizione polimero-monomero.

Un passaggio chiave è stato dimostrare che la degradazione fosse di natura chimica e non meccanica (leggi "masticazione"): un estratto di bruco poggiato sulla plastica era sufficiente a indurre la comparsa dei buchi, una chiara indicazione della presenza di uno o più enzimi responsabili. Si ignora ad oggi se tali enzimi siano presenti nelle ghiandole salivari dell'insetto oppure in uno dei batteri simbionti che vivono nell'intestino delle larve a guisa dei batteri che popolano il rumine e che conferiscono ai ruminanti la capacità (necessaria per la loro vita) di digerire la cellulosa.
Il passaggio successivo sarà la caratterizzazione dettagliata del processo, necessario per isolare gli enzimi da usare nei futuri bioreattori.

Su temi correlati --> "Vermi per digerire il polistirolo"
 
Fonte
- Polyethylene bio-degradation by caterpillars of the wax moth Galleria mellonella
 Paolo Bombelli et al, (2017) Current Biology, 27(8) pp292–293


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