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昆虫降解塑料的机制及其研究方法

2021-10-25唐启河董志祥李还原陈奕霏

生物学杂志 2021年5期

唐启河,董志祥,李还原,陈奕霏,郭 军

(昆明理工大学 生命科学与技术学院,昆明 650500)

塑料是一种被广泛应用于农业、工业、医疗器械等方面的高分子量聚合物[1]。塑料与纸张和金属等材料相比,其回收率非常低,仅约9%被回收,其余12%被燃烧,79%被填埋在垃圾场或丢弃在自然环境中[2-4]。这些传统处理塑料的方法存在许多缺陷,塑料在自然环境中降解会发生破碎形成微塑料[5],会对生态环境造成严重污染,现已在全球233 种海洋生物中发现有微塑料颗粒的存在[6];用焚烧法处理塑料,虽然处理的相对彻底,但会产生二噁英等有毒有害气体[7];而塑料回收利用的成本和技术要求高、难度大[8],所以需要寻找到一种既安全又实用的新方法来处理塑料垃圾。近些年有研究发现某些害虫类昆虫可以取食塑料。如印度谷螟(Plodiainterpunctella)的幼虫可以啮食由聚丙烯或聚乙烯组成的塑料包装而后进行取食[9]。Yang等[10]通过实验研究发现昆虫降解塑料是其肠道微生物的作用。因此,本文重点对取食塑料的昆虫种类、昆虫降解塑料的机制以及研究降解机制的方法进行综述。

1 取食、降解塑料的昆虫种类

20世纪50年代,有研究人员发现昆虫对塑料包装具有破坏力,并开始研究其对塑料的食性[2]。然而在这些研究中,并未去调查昆虫是否降解了塑料。陈重光[11]首次报道了黄粉虫(Tenebriomolitor)幼虫可降解塑料,而且黄粉虫取食塑料量与其体重增重量的比值为1∶3,但该研究似乎并没有引起学术界的注意,这也许是其没有严谨的实验数据支撑。……

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