自2024年起，联合国将每年9月20日定为“世界清洁日”，呼吁全球同步行动，掀起环保志愿浪潮。在这一天即将到来之际，不妨先审视我们手边最熟悉也最令人头痛的发明——塑料。
它轻便、耐用，且价格低廉的塑料已经重塑了我们的世界，而其带来的白色污染俨然成为了一个世纪难题。不过近年有研究发现，两种常见的虫子可以”吃掉“塑料，这或许可以成为处理塑料危机的突破口......
凭空出现的塑料
1862年，世界上第一个人造塑料出现在伦敦国际展览会上，发明家以自己的名字将其命名为“Parkesine”，从此，人类进入了塑料时代。迄今为止，人类使用塑料已经有着一百多年的历史，在过去70年间，随着生产技术的不断改进，全球塑料产量从每年200万吨激增到3.8亿吨。
塑料是一系列用途广泛的合成高分子材料的统称，主要成分是合成树脂，具有阻燃、耐热，抗腐蚀，用途广等特征，从日常生活到航空工业，塑料已经悄然进入社会的每个角落。
展开剩余92%从日常生活到航空工业，我们已经离不开塑料了
令人感到意外的是，其实塑料最初发明时，人们曾寄希望于这种新型材料的广泛应用有助于环保事业的发展，能够减少森林砍伐和采矿业。
作为一种完全的人造物，地球历史上从未产生过类似塑料的物质，几乎是在很短的时间内，大自然中凭空出现了大量的塑料产品，令其他物种措手不及。
误食塑料的动物
大洋中的棱皮龟将塑料误以为是漂浮的水母，最终活活撑死；非洲的鬣狗徘徊在垃圾堆里觅食，无意间将诸多的塑料一同吞下；海豹本该在大海中自由游荡，却被丢弃的渔网缠死。
被渔网缠住的海龟
视频来源：《地球脉动3》
特别是各种海鸟，主要依靠嗅觉觅食，塑料在海水中浸泡中常常会附着各种微生物和藻类，进而散发出一种“食物”的味道，吸引海鸟一口吞下，造成胃部划伤出血，甚至死亡。
目前已记录超过200种生物误食过塑料，2015年的一项研究显示，多达80%的海鸟体内发现了各种塑料垃圾，这一数字在今天恐怕会更加触目惊心。
大多数动物还没来得及学会与塑料垃圾共处
视频来源：YouTube
一项全球分析报告估算，海洋塑料大约有2.5亿吨，其中大部分都是不足1mm大小的“微塑料”，这些细小的塑料颗粒几乎分布在地球上的每个角落，也通过食物链进入我们的体内。
即使最合适的条件下，这类不易降解的物质通常也需要数百年时间才会完全分解。据统计，每年至少有三分之一的塑料制品最终进入自然环境中，大自然在为人类社会的便利而买单。
海洋成为塑料垃圾收容所之一
视频来源：YouTube
这场滚滚而来的塑料危机，早已令各国科学家头疼不已，英国《卫报》甚至将塑料评选为“20世纪最糟糕的发明”。
吃塑料的虫子
塑料实在令人又爱又恨，但你知道吗？最新的科学研究揭示，有一些不起眼的小生物也许能够帮助我们解决这一问题。
时间追溯到2004年，当时北京航空航天大学的杨军教授正在家里做饭，他偶然发现装小米的塑料袋内被虫子咬出了许多洞，从里面飞出许多飞蛾，这一现象引起了他进一步研究的兴趣。
螟蛾科的印度谷螟
经过多年研究，杨军教授团队于2014年在权威期刊上发表论文，提出了印度谷螟的幼虫能够咀嚼和进食聚乙烯PE薄膜，并分析了背后的原因。
印度谷螟的幼虫又叫“蜡虫”，可以食用营养很低的蜂蜡。研究团队发现：在蜡虫肠道生活着两种特殊的菌种，分别是阿氏肠杆菌和芽孢杆菌，它们使得蜡虫能够降解PE薄膜。
印度谷螟的幼虫、蛹、成虫
2015年，杨军教授研究组又和同行证明了除了蜡虫以外，黄粉虫也可以降解塑料，而且是聚苯乙烯这类普遍认为难以降解的塑料。这类塑料虽然占全球塑料消耗的比例不高，但极其难降解，已经成为食品安全的重大隐患。
黄粉虫在生活中非常常见，又称面包虫，原产于北美洲，大约在上世纪50年代经苏联引进到中国，蛋白质含量极高，又超级好养活，一经介绍很快便成为重要的特种养殖对象，幼虫可加工做食品，保健品和宠物饲料等。
常做异宠饲料的黄粉虫（面包虫）
研究人员将聚苯乙烯泡沫作为饲料喂给黄粉虫，发现100只黄粉虫幼虫每天可以吃掉34-39毫克的泡沫塑料，还能正常的生长发育并羽化为成虫。将取食过塑料的黄粉虫喂给实验小鼠，小鼠也没有出现任何异常。
面包虫的幼虫、蛹、成虫
杨军团队的研究为全球环保事业提供了一个全新的途径和方法。同时也提出了一个新的问题，除了昆虫的肠道之外，这种能够消化塑料的细菌是否也广泛存在于自然界呢？
吃塑料的细菌
2016年，一个日本团队意外在垃圾场中发现一种名叫“Ideonella sakaiensis 201-F6”的细菌。实验证明，这种细菌已经进化出一种独特的酶，可以水解聚对苯二甲酸乙二醇酯（即PET）的酯键，进而降解PET塑料。
PET广泛用于饮料包装
细菌是地球上最古老的生命之一，也是最顽强的生命，能够适应诸多难以想象的恶劣环境。其中蕴含着巨大的基因多样性。随着自然界中堆积塑料的增加，自然选择筛选出了这些能够以塑料为食的细菌及其背后的酶和基因。
2021年的广泛研究一共在全球各地找到了3000多种不同的酶，能够降解10种不同类型的塑料，几乎覆盖了生活中常见的所有塑料类型。
用过即扔的塑料制品
图源：greenpeace
微生物和昆虫——成为帮助人类解决这场塑料危机的秘密武器。比如在欧盟，利用昆虫进行生物分解塑料已经成为绿色提议中16项创新解决方案之一。
更确切的说，虫子并不能产生消化塑料，只是依靠体内的微生物帮助分解，昆虫的身体更像是一个工厂，它们用嘴来撕碎塑料碎片，将其“喂”给肠中的细菌。
研究表明，昆虫以塑料为食后，可以彻底消化塑料，并转化为昆虫可以吸收的小分子而进入代谢，无论排泄物还是幼虫体内都不会残留任何塑料碎片，这对饱受白色污染困扰的人类社会来说简直是一个福音。
绝大多数塑料是从原油中提炼的产品，而原油是古代有机质经沉积变质后形成，其化学键并不算特殊，自然界中也存在着木质素等类似的天然聚合物。
原油储存罐
因此，研究者判断：昆虫肠道的微生物实际上也是通过对天然聚合物的降解机制来解聚塑料。尽管微生物与塑料的共进化周期只有100多年，但是类似的经验让它们应付塑料不至于无计可施。
除了能够帮助应对令人头疼的塑料危机以外，一项来自格拉斯哥大学的研究显示，对于养殖的大西洋鲑鱼来说，喂食塑料长大的蜡虫比喂食常规食物的蜡虫更加容易消化，表明前者在作为饲料方面的光明前景。
大西洋鲑鱼，也就是我们吃的三文鱼
据统计，如果按照传统的焚烧法来处理塑料垃圾，那么每公斤聚苯乙烯泡沫塑料将释放约3.96公斤二氧化碳，并且塑料产生诸如二噁英等剧毒的化学物质，对自然界乃至人体都有很大的破坏。而生物分解不但可以利用塑料中的能量，而且几乎不会带来污染。
塑料处理商业化
不过，当前的研究只是揭示了部分昆虫拥有处理塑料的潜能，并不代表昆虫已经完全转变以塑料为食，特别是存在其他食物可供选择时。斯坦福大学研究员安雅·布兰登 (Anja Brandon) 表示，大约需要三四千只黄粉虫，花费一周时间，才能消化一个聚苯乙烯泡沫塑料咖啡杯。
聚苯乙烯(PS)的标志
所以我们也不必担心“食塑”虫子有朝一日会泛滥成灾，让塑料成为岌岌可危的夕阳产业，迫使我们不得不寻找新的材料代替。
来自日本的研究同样显示，即使处在最佳条件下，细菌也需要6周时间才能完全分解一小块聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)，这显然还不足以在实际中运用。
这也意味着，利用细菌分解塑料很大程度上只是在实验室里取得进展，距离商业化推广还有着很长的路要走，毕竟相较于稳定的实验室环境，自然气候更加复杂多变，降解效果也大有不同。
并且生物分解塑料的发现，并不代表我们就能高枕无忧，相反它给我们的垃圾分类工作提出了更高的要求。
流向海洋的塑料垃圾
视频来源：《地球脉动3》
根据中国石化与清华大学在2022年联合发表的《可降解塑料的环境影响评价与政策支撑研究报告》，超过95%以上的可降解塑料还是流向了焚烧和填埋处理，只有不到万分之一的样本最终得到了妥当的可降解处置。
这场潜在的塑料危机实际上与每个人都息息相关。作为普通人，我们能做的还有很多，虽然并不能完全拒绝塑料，但可以尽量减少一次性塑料产品的购买和使用，尽量选择可降解材料，有意识地进行垃圾分类处理等。
在即将到来的世界清洁日这天，让我们行动起来。它不仅仅是一个象征性的日子，更是一个契机，一个起点。解决塑料危机，没有超级英雄，唯有每一个普通的我们，用不普通的坚持，共同续写一个更清洁、更绿色的故事结局。
参考文献：
［1］Sun J, Prabhu A, Aroney S T N, et al. Insights into plastic biodegradation: community composition and functional capabilities of the superworm (Zophobas morio) microbiome in styrofoam feeding trials[J]. Microbial genomics, 2022, 8(6).
［2］Yoshida S, Hiraga K, Takehana T, et al. A bacterium that degrades and assimilates poly (ethylene terephthalate)[J]. Science, 2016, 351(6278): 1196-1199.
［4］Yang, J.; Yang, Y.; Wu, W.-M.; Zhao, J.; Jiang, L. Evidence of polyethylene biodegradation by bacterial strains from the gut of plastic-eating waxworms. Environ. Sci. Technol. 2014 ,48 (23), 13776−13784.
［9］Yang S S, Wu W M. Biodegradation of plastics in Tenebrio genus (mealworms)[J]. Microplastics in Terrestrial Environments: Emerging Contaminants and Major Challenges, 2020: 385-422.
文章转载自:博物(ID:bowuzazhi）
撰文 | 有苏煜骧
部分图片 | 图虫创意
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