Khám phá ra "cỗ máy ăn nhựa" 2 trong 1: Con sâu bướm cùng vi khuẩn ruột của nó tiêu hóa dễ dàng loại nhựa khó phân hủy nhất

Mỗi năm, con người thải ra môi trường khoảng 300 triệu tấn nhựa, chở chúng đi khắp nơi rồi đổ vào một bãi phế thải nào đó; nhiều khả năng thứ đồ nhựa bạn từng vứt đi nhiều năm về trước vẫn còn quanh quẩn đâu đó trên Trái Đất bé nhỏ này. Mọi chuyện bắt đầu tệ hơn, khi nhựa phân hủy thành vi nhựa - những hạt nhựa bé xíu bắt đầu len lỏi vào nguồn nước, tràn ra biển, tìm đường chui vào cơ thể chúng ta. Con người vẫn chưa tìm được cách xử lý nhựa cho hiệu quả.

Nhưng có thể Mẹ Thiên nhiên giữ câu trả lời cho vấn đề nhức nhối đó. Các nhà khoa học phát hiện ra loài sâu bướm thích thú với việc ăn thứ rác thải khó phân hủy này. Tuy chúng không thể ăn sạch được rác thải mà ta có, nhưng những bí ẩn nằm trong dạ dày sâu bướm có thể giúp ta giải bài toán khó.

Ảnh minh họa.

“Thiên nhiên đã cho chúng ta một điểm khởi đầu tuyệt diệu, chỉ ta cách phân hủy nhựa bằng phương pháp tự nhiên”, nhà sinh học và cũng tác giả nghiên cứu mới, Christophe LeMoine công tác tại Đại học Brandon cho hay. “Thế nhưng chúng tôi vẫn phải giải đáp được một số khúc mắc trước khi ứng dụng được công nghệ này, tốt nhất vẫn nên giảm thiểu sử dụng nhựa cho tới khi hóa giải được vấn đề nhức nhối”.

Đã nhiều địa phương áp dụng những bộ luật hạn chế rác thải nhựa, nhiều tập đoàn lớn hạ quyết tâm giảm thiểu nhựa trong sản xuất, nhiều hộ gia đình đã hiểu hơn về tác hại của nhựa tới với môi trường. Thế nhưng việc tái chế nhựa vẫn gặp khó khăn. Kể cả khi ta cắt giảm được loại rác khó tiêu đó, vẫn còn hàng tấn nhựa đang có trên mặt đất và trong làn nước.

Trong tự nhiên, tồn tại một nhóm sinh vật được khoa học gọi là loài “ăn nhựa - plastivore”. Những sinh vật này có khả năng tiêu hóa được những thứ nhựa thường thấy, và các nhà nghiên cứu đã xác định được khoảng 50 loài ăn nhựa, từ vi khuẩn, nấm cho tới sâu bướm. Gần đây, ta phát hiện thêm một vài loài côn trùng có khả năng biến polyethylene - thứ nhựa khó phân hủy nhất nhì - thành năng lượng.

Giáo sư LeMoine và cộng sự tập trung vào con côn trùng mà họ cho là có tiềm năng nhất: ấu trùng của bướm sáp lớn - greater wax moth. Những con sâu bướm này tận dụng vi khuẩn trong ruột để phân rã và chuyển hóa nhựa thành năng lượng. Các nhà khoa học tách riêng loài vi khuẩn đó ra và thử nuôi cấy chúng trong phòng thí nghiệm, và phát hiện ra loài khuẩn này có thể sống cả năm mà chỉ cần ăn nhựa.

Thế nhưng loài khuẩn kia không phải sinh vật duy nhất giúp con sâu bướm ăn được nhựa; nhóm nghiên cứu phát hiện ra “mối quan hệ khăng khít vô cùng” giữa con sâu bướm và vi khuẩn trong ruột chúng: cả hai sinh vật này đều có thể ăn nhựa. Khi “song kiếm hợp bích”, chúng tiêu hóa nhựa ở tốc độ nhanh đáng kể.

Những con sâu bướm này cũng không phải sinh vật đột biến xuất hiện khi môi trường có quá nhiều rác thải nhựa. Trước đây, chúng là sinh vật phá hoại trang trại ong, chuyên tấn công tổ ong và sống dựa vào sáp ong, phụ phẩm sau lột xác của ấu trùng ong, phấn hoa và cả mật.

Với con người, nhựa và sáp ong ắt là hai khái niệm chẳng liên quan nhưng với ấu trùng của bướm sáp lớn, nhựa cũng mang nhiều dinh dưỡng chẳng khác gì sáp. Nghiên cứu chỉ ra rằng cấu trúc của sáp ong bao gồm chuỗi dài của carbon và hydro - những phân tử có tên hydrocarbon. Đó cũng là thành phần của nhựa vậy.

“Ấu trùng bướm sáp và vi khuẩn trong ruột chúng phải bẻ gãy cấu trúc hydrocarbon để mà kiếm dinh dưỡng”, giáo sư LeMoine nói. “Và giả định rằng, bởi lẽ nhựa cũng có cấu trúc tương tự, lũ sâu bướm có thể ứng dụng cách thức hấp thụ sáp ong này để phân giải nhựa, tạo ra dinh dưỡng”. Nghiên cứu còn chỉ ra rằng có những con vi khuẩn ưa sống bằng nhựa hơn là bằng sáp ong.

Nhưng sự tồn tại của loài khuẩn này không đồng nghĩa với việc thả hàng tỷ con vi khuẩn ra để chúng ăn bớt nhựa đâu. Cái đáng chú ý là cơ chế phân giải nhựa cho phép loài sâu bướm cùng vi khuẩn trong ruột chúng kiếm được dinh dưỡng. Thông qua chúng, ta có thể tìm ra công nghệ triệt tiêu nhựa hiệu quả.