Larvas do tenébrio menor queniano conseguem consumir poliestireno

Uma descoberta animadora na luta contra a poluição por plástico acaba de surgir: larvas de tenébrio capazes de se alimentar de poliestireno.

Com isso, elas passam a integrar o pequeno grupo de insetos já identificados como aptos a fragmentar esse plástico poluente - e, pela primeira vez, uma espécie de inseto nativa da África foi observada fazendo isso.

O poliestireno, mais conhecido como isopor, é um material plástico amplamente usado em embalagens de alimentos, eletrónicos e produtos industriais. Por ser difícil de degradar, também é muito resistente. As formas tradicionais de reciclagem - como processos químicos e térmicos - custam caro e podem gerar poluentes. Esse é um dos motivos pelos quais decidimos investigar alternativas biológicas para lidar com esse resíduo persistente.

Faço parte de uma equipa de cientistas do Centro Internacional de Fisiologia e Ecologia de Insetos que identificou que as larvas do tenébrio menor queniano conseguem roer o poliestireno e abrigar, no intestino, bactérias que ajudam a decompor o material.

O tenébrio menor é a fase larval do besouro tenebrionídeo do género Alphitobius. Esse período larval dura entre 8 e 10 semanas. Em geral, essas larvas são encontradas em galpões de criação de aves, que são quentes e oferecem alimento constante - condições ideais para crescerem e se reproduzirem.

Embora se acredite que o tenébrio menor tenha origem em África, ele ocorre em muitos países do mundo. Ainda assim, a população que identificámos no nosso estudo pode ser uma subespécie do género Alphitobius. Estamos a conduzir investigações adicionais para confirmar essa hipótese.

A nossa pesquisa também analisou as bactérias intestinais do inseto. A ideia foi mapear quais comunidades bacterianas podem dar suporte ao processo de degradação do plástico.

Em alguns países africanos, a poluição por plástico já atingiu níveis criticamente altos. Apesar de o lixo plástico ser um problema ambiental em escala global, a África enfrenta um desafio específico por causa da grande importação de produtos plásticos, do baixo reaproveitamento e da falta de reciclagem desses itens.

Ao estudar esses “comedores de plástico” naturais, queremos desenvolver novas ferramentas para eliminar resíduos plásticos de forma mais rápida e eficiente. Em vez de soltar grandes quantidades desses insetos em locais de descarte (algo impraticável), podemos aproveitar os micróbios e as enzimas que eles produzem em fábricas, aterros e áreas de limpeza. Assim, o enfrentamento do lixo plástico pode ocorrer de um modo mais viável em grande escala.

Principais resultados

Realizámos um ensaio com duração de pouco mais de um mês. As larvas receberam, conforme o grupo, apenas poliestireno, apenas farelo (um alimento rico em nutrientes) ou uma mistura de poliestireno e farelo.

Observámos que as larvas alimentadas com poliestireno e farelo apresentaram taxas de sobrevivência maiores do que aquelas que consumiram somente poliestireno. Além disso, elas ingeriram poliestireno com mais eficiência do que o grupo de dieta exclusiva de poliestireno. Isso evidencia o benefício de manter uma alimentação densa em nutrientes.

Embora a dieta composta apenas por poliestireno tenha permitido a sobrevivência das larvas, ela não forneceu nutrição suficiente para que fossem eficientes na decomposição do material. O resultado reforça que uma dieta equilibrada é fundamental para que o inseto consiga consumir e degradar o plástico da melhor forma. É possível que as larvas ingiram poliestireno porque ele é composto sobretudo por carbono e hidrogénio, o que pode servir como fonte de energia.

Durante o período do ensaio, as larvas no regime com poliestireno e farelo conseguiram degradar aproximadamente 11.7 percent do poliestireno total.

Bactérias intestinais

A análise do intestino das larvas mostrou mudanças expressivas na composição bacteriana conforme o tipo de dieta. Compreender essas alterações é essencial porque indica quais micróbios estão, de facto, envolvidos na degradação do plástico. Isso permitirá isolar bactérias específicas e as enzimas correspondentes para uso em iniciativas de degradação de plásticos.

Nos intestinos das larvas alimentadas com poliestireno, encontrámos níveis mais elevados de Proteobacteria e Firmicutes - grupos bacterianos capazes de se adaptar a diferentes ambientes e de decompor diversas substâncias complexas.

Também detectámos em maior abundância bactérias como Kluyvera, Lactococcus, Citrobacter e Klebsiella, conhecidas por produzir enzimas capazes de digerir plásticos sintéticos. Quando usadas em escala, essas bactérias não serão prejudiciais ao inseto nem ao ambiente.

A elevada presença desses microrganismos sugere que eles têm um papel decisivo na degradação do plástico. Isso pode indicar que as larvas, por si só, talvez não tenham naturalmente a capacidade de comer plástico.

Em vez disso, ao começarem a ingerir plástico, a comunidade bacteriana no intestino pode mudar de modo a favorecer a decomposição. Ou seja, os micróbios do trato digestivo conseguem ajustar-se a dietas incomuns, como a de plástico.

Esses resultados sustentam a nossa hipótese de que o intestino de certos insetos pode viabilizar a degradação de plástico - provavelmente porque as bactérias ali presentes produzem enzimas que quebram polímeros plásticos.

Isso abre a possibilidade de isolar essas bactérias e as enzimas que produzem para criar soluções microbianas capazes de enfrentar o lixo plástico em maior escala.

Próximos passos

Algumas espécies de insetos, como o tenébrio-amarelo (Tenebrio molitor) e as superlarvas (Zophobas morio), já demonstraram a capacidade de consumir plásticos. Elas conseguem degradar materiais como o poliestireno com ajuda de bactérias do intestino.

O nosso trabalho é distinto porque concentra-se em espécies nativas de África, que ainda não foram amplamente estudadas no contexto da degradação de plásticos.

Esse recorte regional importa porque os insetos e as condições ambientais em África podem ser diferentes das de outras partes do mundo, o que pode trazer novos conhecimentos e soluções práticas para a poluição por plástico em contextos africanos.

A capacidade do tenébrio menor queniano de consumir poliestireno indica que ele pode contribuir para a redução natural de resíduos, sobretudo no caso de plásticos resistentes a métodos convencionais de reciclagem.

Estudos futuros podem dedicar-se a isolar e identificar as estirpes bacterianas específicas envolvidas na degradação do poliestireno e a analisar as suas enzimas.

Esperamos determinar se essas enzimas podem ser produzidas em escala para reciclar resíduos.

Além disso, poderemos testar outros tipos de plástico para avaliar a versatilidade desse inseto em aplicações mais amplas de gestão de resíduos.

Para ampliar o uso do tenébrio menor na degradação de plásticos, também serão necessárias estratégias que garantam a saúde dos insetos durante períodos prolongados de consumo de plástico, bem como a avaliação da segurança da biomassa resultante para uso em rações animais.

Fathiya Khamis, Cientista sênior, Centro Internacional de Fisiologia e Ecologia de Insetos

Este artigo foi republicado de The Conversation sob licença Creative Commons. Leia o artigo original.