Las larvas o gusanos regordetes y grandes del escarabajo “oscuro” (Zophobas morio) llamadas por su tamaño como "supergusanos", no solo comen cereales y plantas sino que también pueden comer espuma de poliestireno, uno de los plásticos más usados en el mundo en la industria del embalaje, conocido en México como unicel, que tarda décadas en degradarse y que contamina prácticamente todos los ecosistema del planeta.
Estos supergusanos convierten el unicel en una comida medianamente saludable y nutritiva gracias a una serie de microorganismos que integran el microbioma de sus sistema digestivo, que les ayuda a digerirlo. De hecho, los científicos de la Universidad de Queensland, Australia, encabezados por Christian Rinke, se percataron que luego de esta dieta plástica los gusanos aumentaron de peso, crecieron y se metamorfosearon como pupas y luego como escarabajos.
Rinke y sus colegas estudiaron en su laboratorio a 171 gusanos que dividieron en tres grupos: a uno de ellos lo alimentaron con salvado de trigo, a otro con bloques de unicel y a otro no lo alimentaron. Los resultados de este experimento fueron publicados en la revista Microbial Genomics.
Para los supergusanos el unicel en una comida medianamente saludable y nutritiva gracias a una serie de microorganismos que integran el microbioma de sus sistema digestivo. Foto cortesía de: Chris Rinke/The University of Queensland.
"Descubrimos que los supergusanos alimentados con una dieta de solo poliestireno no solo sobrevivieron, sino que incluso aumentaron de peso marginalmente", dijo. Rinke. "Esto sugiere que los gusanos pueden obtener energía del poliestireno, muy probablemente con la ayuda de sus microbios intestinales".
Para los gusanos alimentarse con salvado fue mucho más atractivo que el unicel, pero los que recibieron el plástico no rechazaron la comida. Luego de 48 horas, las heces de estos gusanos cambiaron de un color marrón claro a blanco con gránulos. Aunque más lentamente, su peso aumentó en el transcurso de tres semanas.
Cuando llegó el momento en que los insectos debían transformarse en pupas de escarabajos, los que comieron salvado completaron la metamorfosis con un 93% de éxito; mientras que aquellos alimentados con espuma de poliestireno, sorprendentemente, completaron su metamorfosis en un 66.7%.
“Concluimos que los supergusanos pudieron ingerir el poliestireno y pasarlo a través de todo su sistema gastrointestinal, donde entró en contacto con el microbioma intestinal”, indican los investigadores en el artículo. “Todas las pupas formadas completaron toda la fase de pupación y emergieron como escarabajos adultos”.
Las entrañas del supergusano
Los investigadores realizaron estudios de metagenómica del microbioma intestinal de los supergusanos y analizaron los cambios bioquímicos que genera la nueva dieta. De esta manera identificaron una serie de enzima, que son proteínas complejas que produjeron cambios químicos en su sistema digestivo, entre ellos, modificaciones en las membranas del estómago e intestinos y observaron adaptaciones al estrés oxidativo, que ayudaron a degradar el poliestireno y el estireno.
También observaron abundancia de bacterias como Pseudomonas, Brevundimonas, Microbacterium, Sphingobacterium y Streptococcus que poseen genes asociados con la degradación del poliestireno. “En particular, Pseudomonas tuvo abundancias relativas significativamente más altas en el grupo de poliestireno en comparación con el grupo que comió salvado”, indica el estudio.
“Los supergusanos son como miniplantas de reciclaje, trituran el poliestireno con la boca y luego se dan a las bacterias de sus intestinos”, indicó Rinke. "Los productos de descomposición de esta reacción pueden ser utilizados por otros microbios para crear compuestos de alto valor como los bioplásticos".
Mundo plastificado
A nivel mundial la producción de plástico alcanzó casi 400 millones de toneladas en 2020 y se pronostica que la demanda de plástico crecerá sustancialmente durante la próxima década, pero el problemas es que prácticamente su reciclaje es incipiente y su degradación en el medio ambiente tarda decenas, centenas o miles de años, lo que ocasiona la contaminación de todos los ecosistemas.
El unicel o espuma de poliestireno termoplástico duradero (PS) representa el 10% de la producción total de plásticos y es muy utilizado en diversos productos de consumo y para el embalaje de mercancías. Por ello, contar con un sistema que permita degradar estos plásticos tendrá gran impacto ambiental.
Sin embargo, la dieta de unicel en los supergusanos no es del todo benéfica ya que degrada su microbioma interior, afecta una parte de su desarrollo y favorece la proliferación de microorganismos patógenos.
Con estos resutados los investigadores buscarán las tecnologías que permitan utilizar los compuestos enzimáticos y las bacterias observadas en las entrañas del supergusano para desarrollar un sistema de laboratorio que pueda degradar las espumas de poliestireno sin necesidad de usar larvas de escarabajos.
“El próximo paso será expresar esas enzimas en el laboratorio y verificar experimentalmente que realmente degradan el poliestireno”, dijo el Dr. Rinke.
Por su parte, Jiarui Sun coautora de la investigación, señaló que también buscarán cultivar las bacterias intestinales en el laboratorio y probar más a fondo su capacidad para degradar el poliestireno. “Entonces podemos ver cómo podemos mejorar este proceso al nivel requerido para una planta de reciclaje completa”, dijo Sun.
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