يمكننا الآن استغلال الميكروبيوم المعوي الفريد لديدان مضغ البلاستيك الصغيرة لتكسير المواد المسببة للمشاكل بنجاح على نطاق واسع.تعد ديدان Zophobasatratus - وبشكل أكثر دقة، يرقات الخنفساء الداكنة Carabid - من أشهر علاجات الحشرات الأليفة في العديد من البلدان، حيث يتم تربيتها وبيعها غالبًا كغذاء للزواحف. ولكن على الرغم من أنها يطلق عليها اسم الديدان الخارقة لقيمتها الغذائية الغنية بالبروتين، إلا أن قوتها العظمى الحقيقية قد تكمن في تكوين بكتيريا الأمعاء.
في الدراسة الجديدة، اعتمد الباحثون في جامعة نانيانغ التكنولوجية في سنغافورة (NTUSingapore) على دراسات سابقة حول الميكروبيوم لديدان الوجبة القوية لبناء نسخة طبق الأصل قابلة للتطوير من بيئة الأمعاء المتخصصة للكائن الحي والتي يعتقدون أنها قادرة على معالجة كميات كبيرة من البلاستيك الشائع بشكل مستدام.
وبينما عرف العلماء منذ فترة طويلة عن شهية الديدان للبلاستيك، فإن السؤال، كما هو الحال مع العديد من التقنيات الحيوية، كان حول كيفية ترجمة هذه الشهية إلى العالم الحقيقي. ربما يكون الفريق الذي يقف وراء هذا "الأمعاء الفائقة" قد فك الشفرة. عدد قليل جدا من الديدان تتضرر في هذه العملية.
وقال البروفيسور المشارك تساو بين من جامعة نانيانغ التكنولوجية: "يمكن للدودة أن تستهلك فقط حوالي بضعة ملليغرامات من البلاستيك في حياتها، لذلك يمكنك أن تتخيل عدد الديدان التي ستكون هناك حاجة إليها إذا أردنا الاعتماد عليها للتخلص من النفايات البلاستيكية. طريقتنا تزيل هذه الحاجة عن طريق إخراج الديدان من المعادلة. ينصب تركيزنا على تعزيز الكائنات الحية الدقيقة المفيدة في أمعاء الدودة وبناء "أمعاء دودة" صناعية يمكنها تحليل البلاستيك بكفاءة."
قام الفريق أولاً بتغذية ثلاث مجموعات من الديدان بثلاثة أنواع مختلفة من البلاستيك الشائع - البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE)، والبولي بروبيلين (PP)، والبوليسترين (PS)، والتي يصعب تحللها - لمدة 30 يومًا (تم إعطاء مجموعة مراقبة محظوظة دقيق الشوفان).
ثم استخرج العلماء الميكروبيوم من أمعاء الديدان التي تمضغ البلاستيك وقاموا بزراعتها في قوارير مليئة بالمغذيات الاصطناعية وثلاثة أنواع من البلاستيك، مما سمح لها بالتطور إلى أحشاء صناعية على مدى ستة أسابيع.
ووجدوا أن الديدان المزروعة في المختبر أنتجت المزيد من البكتيريا المحللة للبلاستيك في أحشائها مقارنة بالديدان الضابطة، وأن كل بكتيريا أظهرت كفاءة أكبر في معالجة مواد معينة.
قال الدكتور ليو ينان، المؤلف الأول للدراسة: "دراستنا هي أول محاولة ناجحة لزراعة مجتمع بكتيري مرتبط بالبلاستيك من ميكروبيوم الأمعاء للديدان التي تتغذى على البلاستيك. ومن خلال تعريض ميكروبيوم الأمعاء لظروف محددة، تمكنا من زيادة وفرة البكتيريا المحللة للبلاستيك في "أمعاء الدودة" الاصطناعية، مما يشير إلى أن طريقتنا مستقرة ويمكن تكرارها على نطاق واسع".
في حين أن هذا مجرد إثبات للمفهوم، يعتقد الباحثون أنه لا توجد عوائق أمام تنمية مثل هذه "الأمعاء الفائقة" الاصطناعية على نطاق أوسع، وأن مثل هذه "الأمعاء الفائقة" الاصطناعية يمكن تخصيصها لمعالجة مواد معينة. وهم يدرسون الآن البيولوجيا الجزيئية وراء العمليات التي تحدث في أمعاء الدودة الصلبة، على أمل هندسة المجتمعات البكتيرية التي تحلل البلاستيك للاستخدام التجاري بسهولة أكبر.
ونشر البحث في مجلة البيئة الدولية.