杜比亞蟑螂可分解塑膠 腸道微生物轉化為能量

(台泰時報4月12日電)最新研究顯示,杜比亞蟑螂(Blaptica dubia)具備分解塑膠的能力,可將難以降解的聚苯乙烯(保麗龍)轉化為生存所需能量。研究指出,此一能力來自蟑螂與腸道內特定微生物的協同作用,為解決全球塑膠污染問題提供新的研究方向。

研究由哈爾濱工業大學與史丹佛大學團隊共同進行,結果顯示,杜比亞蟑螂在42天內可分解約55%的聚苯乙烯,單隻每日平均可攝取約6毫克塑膠,並使塑膠分子量降低約46.4%,顯示聚合物結構已產生實質分解。

與過去研究常見的麵包蟲相比,該蟑螂在塑膠分解效率上高出約10倍。科學分析發現,塑膠在其消化系統中會經歷氧化與分子鏈斷裂,轉化為較小的化合物,進而可被生物體利用。

研究指出,此一過程主要仰賴腸道微生物群,包括假單胞菌(Pseudomonas)、檸檬酸桿菌(Citrobacter)、克雷伯氏菌(Klebsiella)及斯特諾特羅福單胞菌(Stenotrophomonas)等。這些微生物能產生氧化還原酶(Oxidoreductases),進一步分解塑膠中的穩定化學鍵。

在微生物初步分解後,蟑螂體內的代謝系統會將產生的化合物吸收,並導入能量轉換路徑,例如克雷布斯循環(Krebs cycle)與氧化磷酸化(Oxidative phosphorylation),最終轉化為細胞層級的能量,支撐其生命活動。

研究共同作者楊珊珊(Yang Shan-Shan)表示,此發現顯示塑膠分解並非單一微生物作用,而是宿主與微生物之間的整體代謝協作,形成完整的生物轉換機制,使昆蟲能有效利用人工合成材料作為碳源。

不過,研究團隊亦強調,不建議直接將蟑螂釋放至自然環境中處理塑膠廢棄物,以避免生態風險。研究重點在於解析其腸道機制,並進一步開發可控的生物反應系統,以模擬其分解過程。

科學家指出,未來若能應用此機制,建立工業級生物反應器,將有機會把塑膠廢棄物轉化為燃料或高附加價值原料,有助於減少掩埋與焚化帶來的環境負擔,同時降低微塑膠在自然界中的累積。

整體而言,該研究揭示自然界對人工材料的適應能力,並為塑膠回收與資源再利用提供新的科學基礎,未來仍需進一步研究其應用可行性與環境影響。

圖片來源:Bangkok Biz