Thế Việt
Writer
Một nghiên cứu mới vừa hé lộ một giải pháp tiềm năng đầy hứa hẹn cho cuộc khủng hoảng ô nhiễm rác thải nhựa toàn cầu: sâu sáp. Các nhà khoa học đã chứng minh rằng loài ấu trùng này, cùng với hệ vi khuẩn đường ruột độc đáo của chúng, có khả năng phân hủy hoàn toàn một chiếc túi nhựa chỉ trong vòng một ngày.
Sâu sáp, vốn bị xem là một loài gây hại vì chúng thường ký sinh và ăn sáp ong, lại có một khả năng đặc biệt: chúng có thể tiêu thụ và phân hủy polyethylene, một trong những loại nhựa phổ biến và khó phân hủy nhất.
Trong một nghiên cứu được trình bày tại hội thảo của Hiệp hội Sinh vật học Thực nghiệm, Tiến sĩ Bryan Cassone, một giáo sư sinh vật học tại Đại học Brandon ở Canada, cho biết khoảng 2.000 con sâu sáp có thể phân hủy hoàn toàn một chiếc túi nhựa trong vòng 24 giờ.
Để tìm hiểu cơ chế đằng sau khả năng kỳ diệu này, nhóm nghiên cứu đã tiến hành các thí nghiệm và phát hiện ra rằng "vũ khí bí mật" không nằm ở bản thân con sâu, mà ở hệ vi khuẩn đường ruột của nó. Khi các nhà khoa học sử dụng thuốc kháng sinh để ức chế hệ vi khuẩn này, khả năng phân hủy nhựa của con sâu đã giảm đi một cách đáng kể.
Họ cũng đã thành công trong việc cô lập một số chủng vi khuẩn từ ruột của sâu sáp, trong đó có một chủng Acinetobacter có thể sống sót hơn một năm trong phòng thí nghiệm chỉ bằng cách "ăn" polyethylene.
Tuy nhiên, trên thực tế, để có thể tiêu thụ nhựa, vi khuẩn đường ruột không hoạt động một mình. Phân tích gene cho thấy, sau khi ăn nhựa, cơ thể của con sâu sáp sẽ tăng cường biểu hiện các gene liên quan đến việc trao đổi chất béo.
Điều này cho thấy một sự cộng sinh hoàn hảo: hệ vi khuẩn sẽ phân hủy nhựa thành các hợp chất đơn giản hơn, sau đó bản thân con sâu sáp sẽ hấp thụ các hợp chất này và biến chúng thành chất béo để có thể lưu trữ trong cơ thể.
Dù rất hứa hẹn, nhưng việc ứng dụng sâu sáp vào thực tế vẫn còn nhiều thách thức. Thí nghiệm mới nhất cho thấy, nếu chỉ ăn nhựa, sâu sáp sẽ giảm cân và chết chỉ trong vòng vài ngày. Điều này có nghĩa là chúng cần phải được cung cấp thêm các nguồn dinh dưỡng hỗ trợ để có thể sống sót và xử lý rác thải một cách bền vững.
Các nhà nghiên cứu đã đưa ra hai hướng đi tiềm năng trong tương lai. Một là nuôi sâu sáp trên quy mô hàng loạt và cung cấp cho chúng các chất dinh dưỡng bổ sung. Hai là một giải pháp cao cấp hơn: cô lập các vi sinh vật và enzyme có khả năng phân hủy nhựa, sau đó tái tạo lại quá trình này trong các lò phản ứng sinh học mà không cần đến những con sâu thật sự.
Dù vẫn còn một chặng đường dài phía trước, nhưng nghiên cứu này đã mở ra một hy vọng mới, cho thấy thiên nhiên có thể đang ẩn giấu những lời giải bất ngờ cho một trong những vấn đề ô nhiễm nghiêm trọng nhất mà con người đang phải đối mặt.
"Vũ khí bí mật" nằm trong đường ruột
Sâu sáp, vốn bị xem là một loài gây hại vì chúng thường ký sinh và ăn sáp ong, lại có một khả năng đặc biệt: chúng có thể tiêu thụ và phân hủy polyethylene, một trong những loại nhựa phổ biến và khó phân hủy nhất.
Trong một nghiên cứu được trình bày tại hội thảo của Hiệp hội Sinh vật học Thực nghiệm, Tiến sĩ Bryan Cassone, một giáo sư sinh vật học tại Đại học Brandon ở Canada, cho biết khoảng 2.000 con sâu sáp có thể phân hủy hoàn toàn một chiếc túi nhựa trong vòng 24 giờ.
Để tìm hiểu cơ chế đằng sau khả năng kỳ diệu này, nhóm nghiên cứu đã tiến hành các thí nghiệm và phát hiện ra rằng "vũ khí bí mật" không nằm ở bản thân con sâu, mà ở hệ vi khuẩn đường ruột của nó. Khi các nhà khoa học sử dụng thuốc kháng sinh để ức chế hệ vi khuẩn này, khả năng phân hủy nhựa của con sâu đã giảm đi một cách đáng kể.
Họ cũng đã thành công trong việc cô lập một số chủng vi khuẩn từ ruột của sâu sáp, trong đó có một chủng Acinetobacter có thể sống sót hơn một năm trong phòng thí nghiệm chỉ bằng cách "ăn" polyethylene.
Sự cộng sinh giữa sâu và vi khuẩn
Tuy nhiên, trên thực tế, để có thể tiêu thụ nhựa, vi khuẩn đường ruột không hoạt động một mình. Phân tích gene cho thấy, sau khi ăn nhựa, cơ thể của con sâu sáp sẽ tăng cường biểu hiện các gene liên quan đến việc trao đổi chất béo.
Điều này cho thấy một sự cộng sinh hoàn hảo: hệ vi khuẩn sẽ phân hủy nhựa thành các hợp chất đơn giản hơn, sau đó bản thân con sâu sáp sẽ hấp thụ các hợp chất này và biến chúng thành chất béo để có thể lưu trữ trong cơ thể.
Thách thức và hướng đi trong tương lai
Dù rất hứa hẹn, nhưng việc ứng dụng sâu sáp vào thực tế vẫn còn nhiều thách thức. Thí nghiệm mới nhất cho thấy, nếu chỉ ăn nhựa, sâu sáp sẽ giảm cân và chết chỉ trong vòng vài ngày. Điều này có nghĩa là chúng cần phải được cung cấp thêm các nguồn dinh dưỡng hỗ trợ để có thể sống sót và xử lý rác thải một cách bền vững.
Các nhà nghiên cứu đã đưa ra hai hướng đi tiềm năng trong tương lai. Một là nuôi sâu sáp trên quy mô hàng loạt và cung cấp cho chúng các chất dinh dưỡng bổ sung. Hai là một giải pháp cao cấp hơn: cô lập các vi sinh vật và enzyme có khả năng phân hủy nhựa, sau đó tái tạo lại quá trình này trong các lò phản ứng sinh học mà không cần đến những con sâu thật sự.
Dù vẫn còn một chặng đường dài phía trước, nhưng nghiên cứu này đã mở ra một hy vọng mới, cho thấy thiên nhiên có thể đang ẩn giấu những lời giải bất ngờ cho một trong những vấn đề ô nhiễm nghiêm trọng nhất mà con người đang phải đối mặt.
