Saliva de gusano para descomponer el plástico

Hace unos años investigadores del CSIC descubrieron que las larvas del gusano de la cera eran capaces de descomponer el plástico. En una nueva investigación han desvelado cómo lo hacen: gracias a unas potentes enzimas presentes en su saliva. Este descubrimiento podría dar paso a un método barato, rápido y eficaz para reducir los residuos plásticos del planeta.

Gusano de la cera

Gusano de la cera

Foto: Istock

La economía circular se basa en las tres erres: reducir, reutilizar y reciclar. Sin embargo, aunque se cumplan todas ellas, ¿cómo terminar con los residuos plásticos que ya están en el medio ambiente? Uno de los grandes problemas del plástico es el tiempo tarda en descomponerse en la naturaleza. Y es que, debido a sus características físicas y su composición química, resultan muy difícil de degradar, con lo que puede permanecer intacto durante siglos en el medio ambiente.

En este sentido, en los últimos años, una de las áreas de investigación más prometedoras y con mayor potencial ha sido la relacionada con la degradación de plásticos utilizando medios biológicos, un proceso conocido como biodegradación, asociado generalmente amicroorganismos como bacterias y hongos.Sin embargo, hasta le fecha muy pocos son capaces de descomponer las moléculas de plásticos muy resistentes, como es el caso del polietileno. En algunos casos, incluso se han aislado artificialmente enzimas involucradas en este proceso. Pero sea como sea, se trata de una tarea costosa, y sobre todo, larga, pues para descomponerse, el plástico necesita de un paso anterior: la oxidación, un proceso que requiere de un tratamiento previo.

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El gusano de la cera, un aliado contra el plástico

Sin embargo, un equipo de investigadores del CSIC ha descubierto que existe un organismo capaz de realizar todo el trabajo entero:el gusano de la cera (Galleria mellonella) un insecto lepidóptero que se alimenta principalmente de la cera de las abejas.

Hace unos años desvelaron la extraña habilidad de este gusano para descomponer el polietileno. Ahora han ido un paso más allá y han descubierto cómo lo hacen. La responsable es su saliva, que incluye unas enzimas muy específicas que descomponen las moléculas de plástico en poco tiempo y sin tratamiento previo. Todo un récord del mundo animal que podría ayudar a la eliminación paulatina de estos residuos tan dañinos para los ecosistemas.

“En condiciones ambientales normales, el plástico tarda meses o años en degradarse”, explica Federica Bertocchini, investigadora del CSIC en el Centro de Investigaciones Biológicas (CIB-CSIC), la directora del estudio publicado recientemente en el repositorio de investigaciones científicas Biorxiv. “Hemos descubierto que las enzimas de la saliva del gusano de la cera realizan este paso crucial: oxidan el plástico, lo que permite superar ese cuello de botella y acelerar la degradación de los polímeros”, añade.

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La clave: la boca del gusano

Según apunta Bertocchini, su equipo de investigación descubrió que las larvas del gusano de la cera eran capaces de oxidar y descomponer los polímeros del plástico en muy poco tiempo. En concreto, apenas necesitaban una hora de exposición. La principal incógnita, sin embargo, era cómo lo conseguían.

En los últimos años muchos estudios científicos se habían centrado en los microorganismos que prosperan en el sistema digestivo de estos gusanos, partiendo de la hipótesis de que las larvas se alimentaban de algún modo del plástico, con lo que la degradación podría ser en realidad una consecuencia de su actividad metabólica.

Un supuesto que, según la investigadora, resultaba muy cuestionable, por lo que ella y su equipo decidieron cambiar el objeto de su investigación para centrarlo en la cavidad bucal de estos insectos. Descubrieron que el agente responsable de la descomposición del polietileno no era otro de la propia saliva, que era capaz de oxidar y descomponer el plástico al mismo tiempo. Los investigadores fueron más allá e identificaron dos proteínas a las que bautizaron con los nombres de Menetra y Ceres, pertenecientes a la familia de las enzimas fenoloxidasas, que descubrieron tenían un papel importante en ese proceso.

Agentes eficaces

Agentes eficaces

Agentes eficaces

Los científicos descubrieron que estos gusanos apenas necesitaban una hora de exposición para degradar el plástico.

Foto: César Herández / CSIC

La pista de las plantas

Pero la investigación científica no se detuvo con la identificación de la causa, sino que necesitaba encontrar explicaciones que las justificasen: ¿cómo es posible que estos gusanos tengan unas enzimas de estas características? Resulta que los fenoles son moléculas que las plantas usan como defensa contra los enemigos potenciales, como pueden ser, por ejemplo, las larvas de insectos como el gusano de la cera. El caso es que los insectos podrían producir esas enzimas fenol-oxidasas como una vía para oxidar los fenoles de las plantas y así neutralizarlos, lo que les permitiría alimentarse sin peligro.

La producción de estas enzimas a gran escala podría ayudar a acabar con los residuos plásticos.

¿Y qué ventaja tienen los fenoles para luchar contra el plástico? Lo más interesante es que estos compuestos tienen una estructura parecida a muchos aditivos del plástico, con lo que estos gusanos podrían ser extremadamente útiles para acabar con estos residuos. O mejor dicho, su saliva.

"La hipótesis es atacar los aditivos y crear las condiciones para la oxidación y despolimerizacion del plástico", explica Bertocchini a National Geographic España a través del correo electrónico. ¿Y qué beneficios podría tener un descubrimiento en nuestra lucha particular contra los residuos plásticos? “Nos planteamos la posibilidad de producir enzimas a gran escala, incluso preparar una solución acuosa basada estos componentes. Una solución que no necesita condiciones extremas, pues actúan en el agua y a temperatura ambiente”, abunda la investigadora, quien afirma que podría rociarse sin problema en los residuos plásticos para su posterior descomposición. “Es un plan de futuro. Pero de momento podríamos decir que ya tenemos lo más importante: las enzimas”, concluye.

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