地球上已发现吃塑料的虫子,为何未能广泛推广?
当下,我们生活中塑料制品无处不在,大多数塑料属于人造聚合物,其本质是由重复的碳基单体结构单元构成的长链分子。
也就是说,塑料属于有机物,且自然界不乏类似物质,像木质素、纤维素等天然聚合物,如今大多能被微生物降解,从我们的感知来讲,这个过程就是腐烂。此外,高等食草动物借助共生微生物,也能够食用这些物质。
塑料之所以尚未腐烂,是因其问世时间较短,仅仅70多年,许多生物还未进化出降解塑料的“本领”。
△ 细胞群落在PET上生长
不过,很明显人造聚合物对于微生物而言,相对容易适应,实际上如今已发现众多可降解塑料的微生物。同时,也发现了不少食用塑料的虫子,其原理与食草动物消化纤维素大同小异,大多也是依靠共生微生物来实现。
这里插个题外话,植物进化出木质素这种聚合物,使自身变得更为高大,更具竞争优势,而地球生物花费了极其漫长的时间(数千万年),才真正能够降解这种“超前”的有机物。这或许就是约90%的煤炭形成于石炭纪和二叠纪沉积物(时间约在3.5亿到2.5亿年前)的原因,当时木质素刚出现,生物降解木质素的效率极低,致使植物死亡后大量沉积(当然,这只是煤炭形成的一种解释)。
那么,有个普遍存在的疑问,既然这些能处理塑料的生物已被发现,为何科学家未推动其广泛应用呢?
其中的因素繁杂多样,而我认为最为关键的一点是,塑料种类繁多,不同塑料的化学构成差异较大,然而生物通常只能处理特定种类的塑料。
这表明,若要推广这些吃塑料的生物,首先需进行垃圾分类,将特定的塑料垃圾挑选出来,再投喂给这些生物。但垃圾分类的成本远超想象,并且塑料作为垃圾,其危害程度还未达到必须进行精细化分类的地步,处理塑料所能带来的经济效益也十分有限。
例如,有一种黄粉虫,以食用聚苯乙烯而广为人知,聚苯乙烯就是我们常见的泡沫,是极为常见的塑料之一。
△ 黄粉虫吃泡沫的情景
黄粉虫处理泡沫的效率尚可,但专门分拣出泡沫来喂养黄粉虫并非易事,而且黄粉虫养殖后的变现途径也有待挖掘。(实际上,黄粉虫可作为家畜和宠物的蛋白质来源,算是不错的变现渠道,不过最难的依旧是垃圾分类。)
其次,那些处理塑料的微生物,处理效率往往极低!
前文提到的黄粉虫,能够消化聚苯乙烯依靠的是肠道内的微生物群落,然而将这些微生物提取出来后,处理能力基本就丧失了。
不过,也有部分微生物无需共生,自身就能处理塑料。
比如近年来新发现的大阪堺菌(Ideonella sakaiensis),这种细菌能够降解聚对苯二甲酸乙二醇酯,即PET,这也是常见塑料之一,我们日常所见的各类饮料瓶,以及许多人所穿的衣物,都由PET制成。
大阪堺菌的发现,给这类塑料的处理带来了希望,然而利用大阪堺菌处理一块钉子大小的塑料,至少需要6天时间,与我们的生产速度相比,实在是收效甚微。
此外,若使用这些细菌处理塑料,塑料不能直接填埋,因为这些细菌大多为好氧菌,而若不填埋垃圾,以这些细菌的处理速度,不出两天整个城市就会被垃圾淹没。
最后,我认为还有一个重要因素,这些降解塑料微生物的推广,对塑料制品行业并不有利,没人希望自己的塑料包装自然腐烂。
我觉得通过改造这些降解塑料的微生物,提升其效率并非难事,但一旦它们变得高效,很可能就会成为塑料的“克星”,我们正在使用的塑料极有可能被这些细菌侵蚀。
倘若如此,饮料该用什么盛装,衣服该用什么制作,塑料产业链又该何去何从?
这里有个典型例子,恶臭假单胞菌是一种通过基因工程在1971年制造出来的人工改造生物,其目的是处理泄漏的石油。
然而,这种细菌如今已被弃用,因为它成为了石油的公害,不仅处理泄漏的石油,连正常开采的石油也会被消耗。
或许正是由于这些原因,资本对于开发食用或降解塑料微生物的积极性并不高(这只是我个人的看法)。
生物处理塑料本身就困难重重,要么条件要求苛刻,要么效率低下,资本又缺乏积极性,自然难以实现普及。