V nedávné době vzbudila pozornost studie, která demonstruje schopnost zavíječů trávit polyetylen. Tento syntetický polymer vyráběný z ropy se hojně užívá k produkci plastových obalů. Na světě se z něho ročně vyrobí zhruba bilion (1012) nákupních tašek. Přitom i v Evropě, kde se jinak celkem aktivně recykluje, skončí víc jak třetina tohoto odpadu na skládce. Přirozená degradace polyetylenu je velmi zdlouhavým procesem trvajícím řádově stovky let. Hledání řešení, které by tuto dobu zkrátilo, tak nedává výzkumníkům a odpadovým hospodářům spát.
Už dříve se podařilo vytipovat několik potravních specialistů, kteří rozklad plastu významně urychlí. Plíseň Penicillium simplicissimum kupříkladu zvládne tento úkol zhruba za tři měsíce, bakterii Nocardia asteroides to trvá o trošku déle, asi půl roku. Zajímavý je také nenápadný výsledek publikovaný v roce 2014, který popisuje schopnost trávit polyetylen u motýlka Plodia interpunctella, nám dobře známého potravinového škůdce a neodbytného obyvatele skladů, špajzek a spíží. Plodia patří se zavíječem voskovým do stejné taxonomické skupiny a v českém jazyce s ním dokonce sdílí rodové jméno (druhové je „paprikový“). Sázka na příbuzného voskožrouta se tak může zdát střelou na jistotu a logickým krokem v dalším výzkumu. Autorka myšlenky, Federica Bertocchini z Institutu pro biomedicínu a biotechnologii ve španělské Cantabrii (CSIC), která je zároveň hobby včelařkou, nicméně přiznává, že k nápadu přišla náhodou, když se jí housenky zavíječe prokousaly z pytlíku, ve kterém je přenášela.
Celý následující pokus už byl poměrně jednoduchý. Španělsko-britský tým nejprve stovce housenek nabídl k snědku nákupní tašku z tenkého polyetylenu. Zhruba po 40 minutách už byly v materiálu patrné první díry. Po dvanácti hodinách pak vědci tašku převážili a zjistili, že z ní ubylo 92 mg. K podobnému výsledku došli i v experimentu, kdy povrch plastu smáčeli v homogenátu z těl housenek zavíječů; v tomto případě ubylo po 14 hodinách působení asi 13 % hmoty. Aby vědci prokázali, že skutečně dochází k biodegradaci, a nikoliv jen k mechanickému poškození, analyzovali vzorky spektroskopickou technikou (FTIR) a chromatograficky (HPLC-MS). Ukázalo se, že vzorky okousané zavíječi či ošetřené homogenátem obsahují navíc produkty trávení polyetylenu – blíže neurčené kratší frakce a molekuly identifikované jako etylenglykol. Kuriózní je, že etylenglykol je bezbarvá jedovatá látka hojně využívaná jako hlavní složka nemrznoucích směsí. S trochou nadsázky by se tak dalo říct, že zavíječ „vyrábí z igelitek Fridex“.
Jak je možné, že právě zavíječ voskový disponuje od přírody tak neobvyklým zažíváním? Vosk, kterým se jeho housenky s oblibou živí, je totiž polyetylenu po chemické stránce dost podobný. Jedná se o složitou a vysoce proměnlivou směs lipidů zahrnující alkany, alkeny, estery a mastné kyseliny. Nejčastější chemickou vazbou ve vosku je, stejně jako u polyethylenu, CH2-CH2. Právě vazba mezi dvěma uhlíky, na kterou trávicí enzymy zavíječe cílí, je přitom považována za velmi robustní a odolnou vůči biodegradaci. Zatím není jasné, zda zavíječ příslušné enzymy produkuje sám, či zda jsou výtvorem symbiotických mikroorganismů v jeho útrobách. Vědci však věří, že se jim dalším výzkumem tuto otázku podaří vyřešit a znalosti o mechanismu biodegradace prohloubit natolik, aby se mohly uplatnit i při likvidaci odpadů v praxi.
Zdroj:
Bombelli P., Howe Ch. J. & Bertocchini F .(2017)
Polyethylene bio-degradation by caterpillars of the wax moth Galleria mellonella. Current Biology 27, R 292-293.