Dieses Insekt frisst Plastik. Aber kann es unser Müllproblem beseitigen?

Jedes Jahr werden weltweit 300 Millionen Tonnen Plastik produziert. Ein großer Teil davon ist nicht biologisch abbaubar und verschmutzt am Ende jeden Winkel unseres Planeten. Ein Team aus europäischen Wissenschaftlern könnte allerdings eine einzigartige Lösung für das Plastikproblem gefunden haben. Sie haben entdeckt, dass ein gewöhnliches Insekt innerhalb von 40 Minuten beträchtliche Löcher in eine Einkaufstüte fressen kann.

„Die Studie ist ein weiterer Meilenstein in der Forschung zum biologischen Abbau von Kunststoffen“, sagt Wei-Min Wu, ein Umweltingenieur an der Stanford Universität.

Die Entdeckung wurde unter der Leitung von Federica Bertocchini gemacht, einer Entwicklungsbiologin an der Universität von Cantabria in Spanien. Sie stieß zum ersten Mal vor zwei Jahren auf diese Möglichkeit, als sie die Bienenstöcke in ihrem Hinterhof reinigte.

Sie entfernte ein paar Raupen der Wachsmotte (Galleria mellonella), die in dem Bienenstock lebten, und tat sie in eine alte Plastiktüte. Als sie eine Stunde später die Tüte überprüfte, entdeckte sie zwei kleine Löcher an der Stelle, an der sich die Raupen befanden. Auch wenn Bertocchini keine Entomologin ist, war ihr sofort klar, was dort passierte.

Die Larvenform einer kleinen Motte erhielt ihren englischen Namen „wax worm“ (dt. Wachswurm), da sie sich vom Bienenwachs in den Bienenstöcken ernährt. Genau wie Plastik ist auch Wachs ein Polymer, das aus einer langen Kette von Kohlenstoffatomen besteht, von der seitlich andere Atome abzweigen. Sowohl das Wachs als auch das Polyethylen in Bertocchinis Plastiktüte haben eine ähnliche Kohlenstoffstruktur.

„Da sie Wachs fressen, haben sie vielleicht ein Molekül entwickelt, um es aufzuspalten. Und dieses Molekül könnte auch bei Plastik funktionieren“, sagte Bertocchini.

DES RÄTSELS LÖSUNG

Bertocchini und ihre Wissenschaftskollegen Paolo Bombelli und Christopher Howe haben sich zusammengetan um herauszufinden, wie die Raupen sich mit dem Plastik vollfressen können.

Sie legten die Raupen auf Polyethylen-Kunststoff und stellten fest, dass jede von ihnen im Schnitt 2,2 Löcher pro Stunde verursachte. Über Nacht bauten 100 Raupen 92 Milligramm einer Plastikeinkaufstüte ab. Bei der Geschwindigkeit bräuchten dieselben 100 Raupen fast einen Monat, um eine durchschnittliche Plastiktüte mit einem Gewicht von 5,5 g vollständig zu fressen.

Um auszuschließen, dass die Raupen das Plastik einfach nur zerkauten, trug das Team eine suppige Masse aus kürzlich verstorbenen Raupen auf das Plastik auf und wartete. Tatsächlich fraßen auch die flüssigen Raupen Löcher in den Kunststoff. Das sagte Bertocchini und ihren Kollegen, dass es ein Enzym in den Raupen (oder auf den in und auf ihnen lebenden Bakterien) geben musste, welches den Kunststoff zersetzte.

Dieses Enzym wandelte Polyethylen in Ethylenglycol um – eine Chemikalie, die üblicherweise in Frostschutzmitteln verwendet wird. Bertocchini hofft, dass sie in Zukunft die genauen Enzyme identifizieren kann, die das Polyethylen aufspalten.

AUF DER SUCHE NACH ANTWORTEN

Wissenschaftler würden nun schon seit Jahrzehnten nach einer Möglichkeit suchen, um Kunststoffe biologisch abzubauen, sagt Uwe Bornscheuer, ein Biochemiker an der Universität Greifswald.

„Die Plastikverschmutzung ist ein großes globales Problem“, fügt er hinzu.

2014 entdeckten Wu und seine Kollegen an der Stanford Universität, dass ein Darmbakterium einer verwandten Raupenart Polyethylen aufspalten kann. Dabei entstanden allerdings andere Nebenprodukte. Eine Studie aus dem Jahr 2016 machte Enzyme in einer Bakterienart ausfindig, die einen Kunststoff namens Polyethylenterephthalat zersetzen konnte.

„Es gibt vermutlich noch viele andere Arten von Raupen, die Kunststoffe biologisch abbauen können“, sagte er.

Der Meeresbiologe Tracy Mincer vom Woods Hole Oceanographic Institute findet, dass man sich für eine Lösung der Plastikverschmutzung darauf konzentrieren sollte, weniger zu produzieren und mehr zu recyceln.

„Polyethylen ist ein hochwertiges Harz, das auf vielfältige Weise wiederverwertet werden kann. Das kann man für bis zu 500 Dollar pro Tonne verkaufen“, erklärte er in einer E-Mail. „Auch, wenn das natürlich eine großartige Geschichte aus dem Bereich der Naturkunde und eine wunderbare akademische Übung ist, ist es meiner Meinung nach keine Lösung für die Beseitigung von Kunststoffen. Im Grunde wirft man damit nur Geld weg.“

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