Plastivore

Plastivore เป็นสิ่งมีชีวิตที่สามารถย่อยสลายและเผาผลาญ พลาสติก ได้ . . ในขณะที่พลาสติกมักถูกมองว่าเป็นวัสดุที่ไม่สามารถ ย่อยสลายทางชีวภาพ ได้ มีการค้นพบแบคทีเรีย เชื้อรา และแมลงหลายชนิดที่สามารถย่อยสลายได้

 คำจำกัดความ 
Plastivores คือ "สิ่งมีชีวิตที่ใช้พลาสติกเป็นแหล่ง คาร์บอน และพลังงานหลัก" อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ได้หมายความว่าสามารถตอบสนองทุกความต้องการทางชีวภาพจากพลาสติกเพียงอย่างเดียวได้ ตัวอย่างเช่น ตัวอ่อนด้วงแป้ง ที่กินแต่พลาสติกมีการเพิ่มน้ำหนักน้อยมาก เมื่อเทียบกับตัวอ่อนด้วงแป้งที่กินอาหารปกติอย่าง รำข้าว เนื่องจากพลาสติกขาดน้ำและสารอาหารที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโต แม้ว่าตัวอ่อนด้วงแป้งที่กินพลาสติกจะยังคงได้รับพลังงานจากอาหาร แต่ก็จะไม่สูญเสียน้ำหนักเหมือนตัวอ่อนที่อดอาหาร

 กลไก 
สำหรับ plastivores ที่เป็นแบคทีเรียและเชื้อรา ขั้นตอนแรกคือการเกาะติดของสปอร์กับพื้นผิวพลาสติกผ่านปฏิสัมพันธ์แบบ ไฮโดรโฟบิก
แบคทีเรีย plastivores เมื่อถูกเลี้ยงบนพลาสติก จะสร้าง biofilm บนพื้นผิวเป็นขั้นตอนที่สอง โดยใช้ เอนไซม์ พวกมันเพิ่มความหยาบของพื้นผิวและออกซิไดซ์พลาสติก การออกซิไดซ์จะสร้างหมู่ที่มีออกซิเจน เช่น หมู่คาร์บอนิล ที่แบคทีเรียใช้เป็นแหล่งคาร์บอนและพลังงาน และยังเปลี่ยนพลาสติกให้เป็นโมเลกุลที่เล็กลง (การแยกโพลิเมอร์)

สำหรับ plastivores ที่เป็นเชื้อรา ขั้นตอนที่สองคือการเจริญเติบโตของ ไมซีเลียม (โครงสร้างรากของเชื้อรา ที่ประกอบด้วยเส้นใย ไฮฟา) บนพื้นผิว ในขณะที่ขั้นตอนที่สามคือการหลั่งเอนไซม์ ทั้งเอนไซม์และแรงกลที่เกิดจากไฮฟาของเชื้อราจะย่อยสลายพลาสติก

ขั้นตอนพื้นฐานของการออกซิไดซ์และการแยกโพลิเมอร์ก็เกิดขึ้นใน plastivores ที่เป็นแมลงเช่นกัน สำหรับแมลง แบคทีเรียในลำไส้ ของพวกมันมีบทบาทในการย่อยพลาสติก ในตัวอ่อนด้วงแป้ง การยับยั้งแบคทีเรียเหล่านี้ด้วยการให้ ยาปฏิชีวนะ จะทำให้สูญเสียความสามารถในการย่อยโพลีสไตรีน แต่โพลีเอทิลีนชนิดความหนาแน่นต่ำยังคงถูกย่อยได้ในบางส่วน แมลงเองก็มีบทบาทเช่นกัน น้ำลายของตัวอ่อนผีเสื้อกลางคืนชนิด waxworms มีเอนไซม์ที่สามารถออกซิไดซ์และแยกโพลิเอทิลีนได้ 

 ตัวอย่าง 
รายการต่อไปนี้ไม่ใช่รายการที่ครบถ้วนสมบูรณ์ แต่กิจกรรมการกินพลาสติก (plastivorous activity) ดูเหมือนจะพบได้บ่อยในธรรมชาติ โดยในการสุ่มตัวอย่างเชื้อราที่อยู่ภายในพืช (endophytic fungi) ในป่าอะเมซอนในปี 2011 พบว่าเชื้อราเกือบครึ่งหนึ่งแสดงกิจกรรมการย่อยสลายพลาสติกบางประเภทได้

 แบคทีเรีย 

มลพิษจากพลาสติกในมหาสมุทรช่วยสนับสนุนการเจริญเติบโตของแบคทีเรียหลายชนิด

แบคทีเรียที่เจริญได้ในสภาวะด่าง Bacillus pseudofirmus และ Salipaludibacillus agaradhaerens สามารถย่อยสลายพลาสติกชนิด low-density polyethylene (LDPE) ได้ แบคทีเรียเหล่านี้สามารถย่อย LDPE ได้ด้วยตัวเอง แต่จะทำงานได้เร็วขึ้นเมื่อทำงานร่วมกัน และเร็วขึ้นไปอีกเมื่อเพิ่ม อนุภาคนาโนออกไซด์ของเหล็ก

Exiguobacterium sibiricum และ E. undae ที่แยกได้จากพื้นที่ชุ่มน้ำในอินเดีย สามารถย่อยสลายโพลีสไตรีนได้ ในทำนองเดียวกัน Exiguobacterium สายพันธุ์ YT2 ที่แยกได้จากทางเดินอาหารของหนอนนก (mealworms) ซึ่งเป็นสัตว์ที่กินพลาสติกเช่นกัน สามารถย่อยสลายโพลีสไตรีนได้ด้วยตัวเอง แต่ทำงานได้ช้ากว่าหนอนนก

Acinetobacter sp. AnTc-1 ที่แยกได้จากทางเดินอาหารของตัวอ่อนของด้วงแป้งแดง (red flour beetle) สามารถย่อยสลายโพลีสไตรีนได้เช่นกัน

Ideonella sakaiensis และ Comamonas testosteroni สามารถย่อยสลาย polyethylene terephthalate ได้

 เชื้อรา 
Aspergillus tubingensis และเชื้อราในสกุล Pestalotiopsis หลายสายพันธุ์สามารถย่อยสลายโพลียูรีเทนได้

โพลีคาร์บอเนต ซึ่งเป็นวัสดุหลักในแผ่น แผ่นซีดี ถูกย่อยสลายโดยเชื้อราหลายชนิด เช่น Bjerkandera adusta (ในตอนแรกถูกระบุผิดว่าเป็น Geotrichum sp.) ที่สามารถย่อยสลายแผ่นซีดีได้ แต่ภายหลังพบว่าจริง ๆ แล้วเป็นสายพันธุ์ของเชื้อราขาว-เน่า Bjerkandera adusta ที่สามารถย่อยสลายส่วนประกอบของแผ่นซีดีได้

เชื้อราบางชนิดยังสามารถย่อยสลายพลาสติกได้หลายชนิด เช่น Aspergillus และ Penicillium ซึ่งเป็นเชื้อราชนิดเดียวกันที่ใช้ในการผลิตยาปฏิชีวนะ สามารถย่อยสลายพลาสติกประเภทต่าง ๆ ได้ในสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม เช่น ความชื้นและอุณหภูมิที่เหมาะสม

เชื้อราในสกุล Pestalotiopsis นั้นได้รับความสนใจเป็นพิเศษเนื่องจากสามารถย่อยสลายโพลียูรีเทนได้แม้อยู่ในสภาพที่ไม่มีออกซิเจน จึงมีศักยภาพในการย่อยสลายพลาสติกในสภาพแวดล้อมที่ท้าทาย เช่น ใต้ดินหรือในน้ำลึก

 แมลง 
หนอนแป้ง (Tenebrio molitor) ซึ่งเป็นแมลงชนิดหนึ่งที่มักใช้เป็นอาหารสัตว์ สามารถกินโพลีเอทิลีนและโพลีสไตรีนได้ นอกจากนี้ สายพันธุ์ที่ใกล้เคียงกัน T. obscurus ก็สามารถกินโพลีสไตรีนได้เช่นกัน รวมทั้งหนอนซูเปอร์ (Zophobas morio) และ ด้วงแป้งแดง (Tribolium castaneum) ซึ่งอยู่ในสกุลต่างกันแต่เป็นวงศ์เดียวกันก็สามารถกินพลาสติกได้

การกินพลาสติกยังพบในแมลงกลุ่ม ผีเสื้อ โดยที่ตัวอ่อนของผีเสื้อขี้ผึ้ง (Galleria mellonella) สามารถกินโพลีเอทิลีนได้ การบดหนอนผีเสื้อขี้ผึ้งให้ละเอียดและทาผลิตภัณฑ์ลงบนโพลีเอทิลีนก็สามารถทำให้เกิดการสลายตัวได้เช่นกัน หนอนชนิดนี้เป็นสิ่งมีชีวิตที่สามารถเปลี่ยนแปลงทางเคมีของโพลีเอทิลีนได้อย่างรวดเร็วที่สุด โดยกระบวนการออกซิเดชันจะเกิดขึ้นภายในหนึ่งชั่วโมงหลังจากสัมผัสกับพลาสติก

 อ้างอิง 

หมวดหมู่:พฤติกรรมการกิน