Milionový brouk. Čeští vědci zkoumají, jak může larva změnit byznys s recyklací plastů
- Vědci zkoumají larvy potemníka jako inspiraci pro recyklaci plastů.
- Lepší recyklace může ulevit byznysu i národním vládám.
- Jak červi plast rozkládají a jak nápad přenést mimo jejich tělo, pomáhá rozluštit umělá inteligence.
Brněnští vědci se rozhodli vstoupit do evropského byznysového problému s recyklací plastů. Podle Evropské komise zůstává každý rok na kontinentu více než devět milionů tun plastových obalů mimo recyklaci, a kdo z komerčního světa dokáže najít řešení tohoto problému, otevře se mu úplně nové pole byznysu. V základním výzkumu vsází tým z Mendelovy univerzity na nevšední řešení – larvy potemníka druhu Zophobas morio.
Jde o obrovský zelený úkol pro rostoucí e-commerce sféru, logistická centra či stavebnictví. Na řešení čekají i národní vlády. Průměrný Evropan totiž vyprodukuje podle Komise 35,3 kilogramu plastového obalového odpadu za rok, jen 42 procent dokáže Evropa recyklovat. Aby toto číslo zmenšila, přichází s restrikcemi – členské státy platí 0,8 eura za každý kilogram nerecyklovaných plastů z obalů jako „vlastní zdroj“ do unijního rozpočtu, tedy zhruba 20 tisíc korun za tunu.
Larvy potemníka druhu Zophobas morio mohou z tohoto pohledu rozpočtům ulehčit. Jejich schopnost v recyklaci plastů je už známá, ale také se ví, že jednoduché pojítko mezi „červ sežere“ a „plast“ neexistuje.
Tady právě začíná výzkum. „Zkoumáme, jak larvy potemníka Zophobas morio dokážou rozkládat různé typy plastů. Zjištění by mohla vytvořit pevný základ pro vývoj nových, šetrných a biologicky orientovaných technologií recyklace plastů,“ vysvětluje Tomáš Do z Ústavu chemie a biochemie Mendelovy univerzity, který se na výzkumu podílí.
Takzvaní superčervi fungují ve vztahu s plastem tak, že ho nejdříve mechanicky rozkoušou a ve střevech pak jejich vlastní enzymy společně s mikroorganismy dokáží takto narušený materiál chemicky rozkládat.
Vědci chtějí tenhle princip poznat, aby ho dokázali později zkopírovat v laboratorním prostředí bez přítomnosti červů. V ideálním případě ho pak ještě zdokonalit a použít v byznysu jako recept na recyklaci.
„Pokud identifikujeme klíčové enzymy a metabolické procesy během degradace, můžeme je pak využít samostatně, bez nutnosti použití larev,“ přibližuje Tomáš Do. Významnou roli v projektu přitom hrají moderní omické, tedy celostní metody. „Jde o soubor přístupů, které sledují vše najednou – geny, proteiny i metabolity. V našem případě analyzujeme střeva larev a jejich mikrobiom poté, co konzumují různé druhy plastů,“ doplňuje vědec. Omické metody tak poskytují celkový obraz o tom, co se v organismu larev děje.
Ve výzkumu hraje důležitou roli i umělá inteligence. Na této části se podílejí vědci z Ústavu informatiky Mendelovy univerzity. Jejich úkolem je vývoj a aplikace algoritmů pro analýzu proteomických dat, která slouží k identifikaci proteinů zapojených do degradace plastů a odhalování skrytých souvislostí v jednotlivých omických vrstvách. „Zapojením metod umělé inteligence očekáváme možnost analyzovat tato data přesněji a efektivněji, než umožňují standardní bioinformatické postupy,“ přibližuje Do.
Výzkum má samozřejmě své výzvy, protože larvy samotné nejsou ideálním řešením pro recyklaci. Nepožírají veškerý plast, nejlépe se zatím jeví u polystyrenu, polyethylenu, někdy i polypropylenu. U většiny publikovaných experimentů jde navíc při jejich spotřebě plastu spíše o omezenou depolymerizaci a mechanické rozmělnění – rychlost a míra závisí na druhu plastu, původu larev a doplňkovém krmivu. Při spotřebě navíc vznikají mikroplastové zbytky v trusu červů, některé studie naznačují možné toxické zbytky nebo přetrvávající přítomnost nanoplastů. Všechny tyhle překážky budou muset vědci v dalším kroku po poznání trávicích procesů červů odstranit.
