PHOENIX, Arizona — Fyra tonåringar ger sig i kast med att studera vad som gör mjölmaskar till plastätande kraftpaket. Rätt mask kunde mumsa genom ett plastberg, fann de. Men alla maskar är inte de rätta de. En annan överraskning: Större är inte alltid bättre.
Gymnasieeleverna visade upp sina resultat här, förra månaden, på Intel International Science and Engineering Fair. Årets tävling, skapad av Society for Science & the Public och sponsrad av Intel, samlade mer än 1 750 studenter från 75 länder. (Sällskapet publicerar också Science News for Students.)
Mjölmaskar är larver — den omogna formen— av mörkbaggen Tenebrio molitor. År 2015 visade forskare att tarmarna hos dessa maskar är värd för bakterier som kan bryta ner polystyren plast. Det är den typen som utgör frigolit.
För tonåringarna antydde dessa uppgifter att maskarna kunde vara ett sätt att bli av med plasten som tar upp så mycket plats på soptippar. Så de designade science fair-projekt för att studera hur mycket plastmjölmaskar kunde äta. Längs vägen undersökte de också vilka av maskens bakterier som gör jobbet och om dessa mikrober kan producera sin egen förorening i processen.
Plast: Det är vad som är till middag
“Jag är en av dem som alltid plockar upp skräp och slänger det”, säger Katee Hughes, 16. Hon är junior på Bonneville High School i Washington Terrace, Utah. Men med tiden började hon undra hur mycket dessa städvanor verkligen hjälpte miljön. Så hon gjorde lite läxor. När hon kastade kasserad plast i papperskorgen dumpades den på en soptipp och grävdes ner, fick hon veta. Och det skulle inte sönderfalla snabbt. Istället skulle den sitta. Och sitta. Och sitta lite till. Det kan ta allt från 10 till flera hundra år att plastavfall bryts ner, har studier visat.
När hon fick reda på mjölmaskarnas förmåga att mumsa plast, bestämde sig Katee för att se om de kunde användas för att bli av med skräp. Hon fick 1 500 av dessa larver och delade dem jämnt i 15 behållare. Varje set med tre behållare fick en annan typ av plast. Vissa mjölmaskar fick äta en bit på 0,7 gram (eller 0,02 ounce) av en vattenflaska av plast. Andra fick en bit på 0,03 gram (eller 0,001 ounce) av en plastpåse, en bit på 2 gram av en mjölkkanna, 1 gram frigolit eller 3 till 4 gram av en plastgaffel eller sked.
Tonåringen vägde plasten varje vecka för att se hur mycket maskarna hade konsumerat. Efter fyra veckor hade hennes mjölmaskar ätit upp 64 procent av frigoliten. Larverna hade också förbrukat ungefär hälften av sina vattenflaskor och nästan lika mycket av mjölkkannas bitar. De verkade inte gilla den andra plasten också. Ändå åt de några: 40 procent av plastgaffeln och skedbitarna och 29 procent av plastpåsen.
Uppmuntrad av sina resultat lanserar Katee nu ett försök med mjölmaskar på sin lokala soptipp . Efter att ha avsatt ett område där för maskarna kommer Katee sakta att börja lägga till plast.
Tonåringen drömmer om ett system där “folk en dag bara kunde ta sin plast till en lokal gymnasieskola, universitet eller stadshus”, för ett mjölmaskbaserat kompostering system.
Maskar blir superstoraMen varför sluta med en sorts mask? undrade Joseph Galasso, 15. Den hemskolade andraårsstudenten från Tucson, Arizona, bestämde sig för att titta på mjölmaskens släktingars förmåga att mumsa plast. “Om de var nära släkt skulle de kanske kunna göra samma sak”, resonerade han – och kanske ännu bättre.
Joseph slog på supermasken – larverna av Zophobas morio. Det är en annan art av mörkbagge. Det här djuret är superstort. Medan mjölmaskar är cirka 1,5 centimeter (eller cirka 0,5 tum) långa, kan supermaskar nå upp till fyra gånger så stor storlek, 6,3 centimeter långa. Båda larverna finns i djuraffärer, där de vanligtvis säljs för att mata människors ödlor och grodor.
Joseph Galasso, 15, skär försiktigt upp supermaskar. Han försöker komma åt bakterierna i deras tarmar.J. GalassoTonåringen började enkelt. Han tog 300 supermaskar och matade dem med 10 gram (0,3 ounce) frigolit. Han lät maskarna gnaga iväg i två veckor. Det slutade med att de åt cirka 2,7 gram, eller lite mer än en fjärdedel av plasten.
Men Joseph visste att maskarna inte skulle smälta Stryofoam på egen hand. Istället förlitar sig mjölmaskar (och supermaskar) på tarmbakterier för att bryta ner plasten. Så tonåringen öppnade tarmarna på 100 supermaskar och smetade ut innehållet på petriskålar – grunda plastskålar – som han hade täckt med frigolit. Han väntade sedan för att se vad som hände.
När bakterier äter plockar de upp kol och väte från molekylerna i maten. Styrofoam är gjord av långa kedjor av kolatomer med många väten fästa vid dem. Vilken som helst av bakterierna som kunde använda dessa kedjor som mat skulle växa på hans frigolittäckta petriskålar. De som inte kunde smälta plasten, skulle inte växa.
Efter åtta dagar slutade Joseph med en vitaktig utväxt på sina tallrikar. Detta var en koloni av bakterier. I ett närliggande labb vid University of Arizona i Tuscon använde han en maskin som kunde läsa mikrobernas DNA – den långa molekylen som bär artspecifika instruktioner. Maskinen gav tonåringen en kort genetisk sekvens – en rad instruktioner. Det hjälpte honom att ta reda på vilken art av bakterier det kom ifrån.
Tonåringen hoppas att hans supermaskar kan bli en annan lösning på plastproblemet. “De är lätta att föda upp”, säger han.
Mask kontra mask
Men vilket är bättre på att äta plast: mjölmaskar eller supermaskar? Haley Rust, 17, och Alexander Rodriguez, också 17, bestämde sig för att testa det. De antog att den mycket större supermasken skulle bevisa vinnaren, minns Alexander.
Bara för att vara säker så utförde de ett experiment. Med hjälp av mjölmaskar från deras klassrumskoloni placerade de 5 i var och en av 18 behållare. De köpte supermaskar från ett leverantörsföretag och, på grund av sin större storlek, lade de bara tre i var och en av 18 andra behållare. Tre behållare av varje typ av larver fick lila kompakt frigolit – plasten som ofta används för att isolera väggar. En annan grupp om tre containrar fick tjock vit frigolit, den typ som används för att packa lådor. Ett tredje set fick frigolitpackningsjordnötter. Andra grupper av larverna matades med pärlor med bönpåsar eller modelleringsskummet köpt i konstbutiker.
Efter tre veckor hade de mindre mjölmaskarna presterat bättre än supermaskarna. Det spelade ingen roll vilken typ av frigolit de hade matats med. Medan fem mjölmaskar kunde äta ett gram (0,03 ounce) plast på två dagar, åt supermaskarna inte så mycket på en vecka.
Men att äta plast kan lämna kvar giftiga rester hos matgästerna. . Så dessa tonåringar bestämde sig för att testa det också. Efter att maskarna hade ätit Stryofoam-middagar i tre månader, matade Hayley och Alexander några av dessa larver till 25 olika tusenfotingar. Sedan väntade de en vecka för att ta reda på om tusenfotingen dog av att äta på plastmatade mjölmaskar. Ingen gjorde det. Det betyder att maskarna förmodligen är okej för nästa steg upp i matnätet, avslutar Haley. Ändå tillägger hon, “Ytterligare forskning skulle behöva göras för att se om de var giftiga för saker som fåglar.”
Är maskavfall oroande?
Mjölmaskar producerar avfall, när de äter, i form av koldioxidgas. Om larverna producerade mer koldioxid när de äter plast än när de äter sin vanliga mat, kan de bidra med mer gas till atmosfären, oroade tonåringarna. Så Hayley och Alexander bestämde sig för att mäta maskarnas gasproduktion. För att göra detta placerade de några av larverna i två lufttäta behållare. Mjölmaskarna i ettan fick äta på frigolit. De i den andra fick äta en normal diet av risflingor. Behållarna fångade gasen så att tonåringarna kunde samla in en veckas värde.
Haley Rust (vänster) och Alexander Rodriguez (höger) jämförde vanliga mjölmaskar med supermaskar.B. Brookshire/SSP
Till sin förvåning producerade mjölmaskar som äter plasten ännu mindre koldioxid än de som äter ris. ” är definitivt ett plus” för att använda mjölmask för att bli av med plast, avslutar Hayley.
Slutligen testade tonåringarna om mjölmaskarna valde att äta plast eller inte. “Om vi skulle lägga dem på en soptipp vill vi se till att de valde polystyren eftersom det är, du vet, deras jobb”, säger Hayley. För att testa det placerade de unga biologerna mjölmaskar i petriskålar. Sedan lade de till en bit frigolit på ena sidan av varje maträtt och risflingor på den andra. “80 procent av maskarna valde polystyren framför sin naturliga födokälla”, rapporterar Hayley.
Åh oj: Nytt parti maskar, olika fynd
Tonåringarna försökte sedan replicera sitt resultat – eller se om de kunde ge samma effekt två gånger. “Vetenskap handlar om replikering”, förklarar Alexander.
Den här gången köpte de mjölmask från en kommersiell leverantör istället för att förlita sig på skalbaggekolonin i klassrummet. Och återigen hittade de en stor överraskning: De nya larverna vägrade äta frigolit!
Haley och Alexander förbryllade undersökte vad de kunde ha gjort annorlunda den här gången. Maskarna får det mesta av sitt vatten från maten, konstaterar Alexander. Så om luften var torrare kan maten ha blivit torrare och svårare att smälta. Men tonåringarna visade att en kontrollerad, fuktig miljö inte förändrade deras resultat.
Forskare från Stanford University i Kalifornien var de första som visade att mjölmaskar kan äta plast. Nationella geografiska
Eftersom mjölmaskar smälter plast med hjälp av sina tarmbakterier, undrade Alexander och Hayley om dessa mikrober var olika i butik och lab- uppfödda mjölmaskar. Så tonåringarna kollade upp vad mjölmaskarna hade ätit.
Tonåringarnas klassrumslarver hade ätit risflingor innan de flyttades till plast. De köpta larverna hade istället ätit vetekli. Detta gav Hayley och Alexander fler frågor att undersöka. Är mjölmaskarna själva det som var annorlunda? Eller var det det de åt innan de fick sina plastmiddagar som betydde mest?
Hayley och Alexander hoppas nu kunna undersöka t. hattens inverkan av mjölmaskarnas tidiga kost och om det verkligen var det som gjorde plasten mer aptitlig. När allt kommer omkring vill de försäkra sig om att när de äntligen släpper ut sina maskar på en soptipp, kommer de att prestera som annonserat.
De fyra tonåringarna – och tre mjölmaskprojekten – lyckades alla ta reda på det olika saker. Katee studerade mängden plast som larverna kan äta. Jason fokuserade på bakterierna i deras magar. Hayley och Alexander visade att det inte nödvändigtvis är den typ av mask som betyder mest. Det kan istället vara var larverna kom ifrån — och möjligen vad de hade ätit.
Mjölmaskar kanske kan äta upp en del av vår plastförorening. Men att få dem att göra det kan ta mycket mer än att flytta vilken larver som helst till en soptipp.
Ordsökning (
klicka här för att förstora för utskrift)
Copyright © 2023 | Paramo.org
MUNCH ON |
Leave a Reply