Esperanzas de que la naturaleza haga frente a la contaminación mundial por plásticos
13.02.2024
Investigadores de la Escuela de Ingeniería Civil y Medioambiental (CEE) de la NTU y del Centro de Ingeniería Medioambiental de Ciencias de la Vida (SCELSE) de Singapur han demostrado un nuevo método para acelerar la biodegradación del plástico alimentando gusanos con plásticos y cultivando microbios que se encuentran en sus intestinos.
(De izda. a dcha.) Miembros del equipo de investigación de la NTU: Dra. Sakcham Bairoliya, investigadora; profesor asociado Cao Bin; y Dra. Liu Yinan, investigadora.
Estudios anteriores han demostrado que los gusanos Zophobas atratus -las larvas del escarabajo oscuro que se venden habitualmente como alimento para mascotas y se conocen como "supergusanos" por su valor nutritivo- pueden sobrevivir con una dieta de plástico porque su intestino contiene bacterias capaces de descomponer los tipos comunes de plástico. Sin embargo, su uso en el procesamiento de plásticos ha sido poco práctico debido al lento ritmo de alimentación y mantenimiento de los gusanos.
Los científicos de la NTU han demostrado ahora una forma de superar estos problemas aislando las bacterias intestinales del gusano y utilizándolas para realizar el trabajo sin necesidad de criar gusanos a gran escala.
Cao Bin, profesor asociado de la NTU en la Escuela de CEE e investigador principal del SCELSE, ha declarado: "Un solo gusano sólo puede consumir un par de miligramos de plástico a lo largo de su vida, así que imagínense la cantidad de gusanos que harían falta si dependiéramos de ellos para procesar nuestros residuos plásticos. Nuestro método elimina esta necesidad eliminando al gusano de la ecuación. Nos centramos en potenciar los microbios útiles del intestino del gusano y en construir un 'intestino de gusano' artificial que pueda descomponer eficazmente los plásticos".
El estudio, publicado en enero en Environment International, está en consonancia con el compromiso de la Universidad de fomentar la innovación y traducir la investigación en soluciones prácticas que beneficien a la sociedad, según su plan estratégico quinquenal NTU2025.
Desarrollo de un intestino artificial de gusano
Para desarrollar su método, los científicos de la NTU alimentaron a tres grupos de supergusanos con diferentes dietas de plástico -polietileno de alta densidad (HDPE), polipropileno (PP) y poliestireno (PS)- durante 30 días. El grupo de control fue alimentado con una dieta de avena.
Los científicos de la NTU seleccionaron estos plásticos porque se encuentran entre los más comunes del mundo y se utilizan en artículos cotidianos como cajas de alimentos y botellas de detergente. El HDPE es un tipo de plástico conocido por su gran resistencia al impacto, que dificulta su descomposición.
Tras alimentar a los gusanos con plástico, los científicos extrajeron los microbiomas de sus intestinos y los incubaron en frascos que contenían nutrientes sintéticos y distintos tipos de plásticos, formando un "intestino de gusano" artificial. Durante seis semanas, los microbiomas se dejaron crecer en los frascos a temperatura ambiente.
Aumento de las bacterias que degradan el plástico
Los científicos descubrieron que, en comparación con el grupo de control, los frascos que contenían los microbiomas intestinales de los gusanos alimentados con plástico mostraban un aumento significativo de bacterias que degradan el plástico.
Además, las comunidades microbianas que colonizaban los plásticos en los frascos eran más simples y estaban más adaptadas al tipo específico de plástico que los microbios encontrados en los plásticos con los que se había alimentado directamente a los gusanos. Cuando las comunidades microbianas son más sencillas y se adaptan mejor a un tipo concreto de plástico, la degradación del plástico puede ser más eficaz en aplicaciones reales.
El primer autor del estudio, el Dr. Liu Yinan, investigador de la Escuela de CEE y SCELSE, declaró: "Nuestro estudio representa el primer intento con éxito de desarrollar comunidades bacterianas asociadas al plástico a partir de microbiomas intestinales de gusanos alimentados con plástico. Mediante la exposición de los microbiomas intestinales a condiciones específicas, pudimos aumentar la abundancia de bacterias que degradan el plástico presentes en nuestro 'intestino de gusano' artificial, lo que sugiere que nuestro método es estable y reproducible a escala".
Los investigadores afirman que su prueba de concepto sienta las bases para desarrollar enfoques biotecnológicos que utilicen los microbiomas intestinales de las lombrices para procesar los residuos plásticos.
En sus próximos pasos, los investigadores quieren entender cómo las bacterias del intestino del supergusano descomponen los plásticos a nivel molecular. Comprender este mecanismo ayudará a los científicos a diseñar comunidades bacterianas que degraden los plásticos de forma eficiente en el futuro.
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Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia
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