新加坡南洋理工大学(NTU Singapore)的一组科学家开发出一种人工蠕虫肠道来分解塑料，为解决全球塑料污染问题提供了一种受自然启发的方法。
南洋理工大学土木与环境工程学院(CEE)和新加坡环境生命科学工程中心(SCELSE)的研究人员展示了一种加速塑料生物降解的新方法，通过用塑料喂养蠕虫并培养肠道内的微生物。
先前的研究已经表明，暗甲虫的幼虫——通常作为宠物食品出售，因其营养价值而被称为“超级蠕虫”——可以以塑料为食生存，因为它的肠道含有能够分解普通塑料的细菌。然而，它们在塑料加工中的应用由于进料速度慢和蠕虫维护的严格性而不切实际。
南洋理工大学的科学家们现在已经证明了一种克服这些挑战的方法，即分离蠕虫的肠道细菌，并利用它们来完成这项工作，而无需大规模繁殖蠕虫。
南洋理工大学CEE学院副教授、SCELSE首席研究员曹斌说:“一条蠕虫一生只能消耗大约几毫克的塑料，所以想象一下，如果我们依靠它们来处理塑料废物，需要多少蠕虫。”
“我们的方法通过将蠕虫从方程中移除来消除这种需求。我们专注于增强蠕虫肠道中的有用微生物，并构建一个能够有效分解塑料的人工‘蠕虫肠道’。”
这项研究发表在《国际环境》杂志上。
研制一种人工蠕虫肠道
为了开发他们的方法，科学家们给三组超级蠕虫喂食不同的塑料食物——高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)——超过30天。对照组喂食燕麦片。
科学家们之所以选择这种塑料，是因为它们是世界上最常见的塑料之一，用于食品盒和洗涤剂瓶等日常用品。HDPE是一种以其高抗冲击性而闻名的塑料，使其难以分解。
在给蠕虫喂食塑料后，科学家们从它们的肠道中提取微生物群，并将它们培养在含有合成营养物质和不同类型塑料的烧瓶中，形成一个“人工蠕虫肠道”。六周后，微生物群在室温下在烧瓶中生长。
塑料降解细菌增多
科学家们发现，与对照组相比，含有塑料喂养蠕虫肠道微生物群的烧瓶显示出塑料降解细菌的显著增加。
此外，与直接喂给蠕虫的塑料上的微生物相比，在烧瓶中的塑料上寄居的微生物群落更简单，更适合于特定类型的塑料。当微生物群落更简单并针对特定类型的塑料时，这就转化为在实际应用中更有效地降解塑料的潜力。
该研究的第一作者、中欧和华南理工学院研究员刘一楠博士说:“我们的研究代表了首次报道的成功尝试，从塑料喂养的蠕虫的肠道微生物群中培养出与塑料相关的细菌群落。通过将肠道微生物群暴露在特定条件下，我们能够增加人工蠕虫肠道中塑料降解细菌的丰度，这表明我们的方法是稳定的，可以大规模复制。”
研究人员表示，他们的概念验证为开发利用蠕虫肠道微生物群处理塑料废物的生物技术方法奠定了基础。
下一步，研究人员想要了解超级蠕虫肠道中的细菌是如何在分子水平上分解塑料的。了解这一机制将有助于科学家设计塑料降解细菌群落，以便在未来有效地分解塑料。
