人们每天使用的塑料袋、塑料瓶和塑料包装无处不在，虽然方便了生活，却也留下了巨大的环境隐患。很多不起眼的废塑料因为无法降解，不仅造成“白色污染”，甚至还对农业生产、动物生存和土地资源构成威胁。那么自然界有没有什么生物能够降解塑料呢？
为斜纹夜蛾与草地贪夜蛾幼虫对聚苯乙烯的生物降解的逻辑。（课题组供图）
近日，浙江农林大学林业与生物技术学院教授吴鸿、浙江省农业科学院植物与微生物研究所副研究员张珏锋、浙江农林大学林业与生物技术学院博士研究生唐娅媛等，经过长期研究，发现了斜纹夜蛾与草地贪夜蛾幼虫对聚苯乙烯具有生物降解能力，最新研究成果论文发表在《危险材料杂志》上。
“该研究不仅首次证实了两种夜蛾科幼虫对聚苯乙烯的生物降解能力，相关成果也是对微塑料影响农林昆虫的重要补充。”吴鸿说，该研究提出了一种主要由肠道菌群介导的降解机制，说明了宿主和肠道微生物菌群共同对聚苯乙烯的生物降解起作用。这一突破，激发了通过分离关键的微生物-酶共生体来开发塑料降解系统的可行性，为塑料废物处理提供了一种可持续的高效、环保解决方案。
大家常见的塑料，也就是聚苯乙烯在农业上的有着广泛的应用，包括农药缓释载体、地膜、土壤改良剂、保温膜以及水培植物漂浮板等，在助力农业发展的同时，也导致农业生态系统中的微塑料及纳米塑料浓度的增加。
“这些微塑料及其代谢产物会对土壤微生物群落，以及暴露其环境中的蚯蚓、蜗牛以及各种昆虫产生影响，并还可能通过食物链积累与转移，进而对各种形式的生物体造成毒理学风险，对生态系统稳定性产生更深远的影响。”论文第一作者、浙江农林大学林业与生物技术学院博士研究生唐娅媛介绍说，塑料的生物降解主要集中在鞘翅目拟步甲科及鳞翅目蜡螟科，而夜蛾科幼虫对塑料的生物降解知之甚少。作为农林生态系统中的重大害虫斜纹夜蛾和草地贪夜蛾，极易通过摄食和呼吸暴露于塑料环境中，然而这两种幼虫对聚苯乙烯是否有生物降解能力，以及塑料对它们存在何种影响，此前尚未得知。
唐娅媛的相关研究表明，聚苯乙烯在经过幼虫消化系统的“加工”后，排泄物的热稳定性变差，含氧官能团(C-O, C=O, -OH)增多且残留聚合物分子量显著降低。幼虫取食聚苯乙烯后肠道微生物群落结构发生改变，分别探明了两种幼虫肠道中与聚苯乙烯生物降解相关的核心菌群，且预测到与降解相关的酶（单加氧酶，双加氧酶，过氧化物酶，角质酶等）在取食聚苯乙烯的幼虫肠道中显著上调；研究结果表明了拥有更多聚苯乙烯生物标志物组成的协同代谢网络，更有利于幼虫对聚苯乙烯的高效取食与降解。
此外，幼虫体内检测到的聚苯乙烯代谢产物与取食塑料后肠道核心菌群的富集正相关；降解过程中代谢途径的改变，尤其是碳水化合物与脂质代谢途径的紊乱，揭示了幼虫对聚苯乙烯的应激反应。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2025.138178
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