Jedes Jahr werfen die Menschen in den USA 2.5 Milliarden Plastikschaumbecher weg - und das ist nur ein Bruchteil der 33 Millionen Tonnen Plastik, die Amerikaner jedes Jahr wegwerfen.

Weniger als 10 Prozent dieser Gesamtmenge werden recycelt und der Rest stellt eine Herausforderung dar, die von der Wasserverschmutzung bis zur Vergiftung von Tieren reicht.

Hier kommt der mächtige Mehlwurm ins Spiel. Der winzige Wurm, die Larvenform des Schwarzkäfers, kann laut zwei Begleitstudien von Styropor und anderen Formen von Polystyrol leben (zuerst, zweite) Mitautor von Wei-Min Wu, einem leitenden Forschungsingenieur in der Abteilung für Bau- und Umweltingenieurwesen an der Stanford University.

Mikroorganismen im Darm der Würmer bauen dabei den Kunststoff biologisch ab – eine überraschende und hoffnungsvolle Entdeckung.

„Unsere Erkenntnisse haben eine neue Tür zur Lösung des globalen Problems der Plastikverschmutzung geöffnet“, sagt Wu.

Die Beiträge, veröffentlicht in Environmental Science and Technology, liefern erstmals detaillierte Beweise für den bakteriellen Abbau von Kunststoff im Darm eines Tieres. Das Verständnis, wie Bakterien in Mehlwürmern diesen Prozess bewerkstelligen, könnte möglicherweise neue Möglichkeiten für den sicheren Umgang mit Kunststoffabfällen eröffnen.

„Es besteht die Möglichkeit, dass wirklich wichtige Forschungsergebnisse aus bizarren Quellen stammen“, sagt Craig Criddle, Professor für Bau- und Umweltingenieurwesen, der die Kunststoffforschung von Wu und anderen betreut. „Manchmal überrascht uns die Wissenschaft. Das ist ein Schock.“

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Im Labor fraßen 100 Mehlwürmer täglich zwischen 34 und 39 Milligramm Styropor – etwa das Gewicht einer kleinen Pille. Die Würmer wandelten etwa die Hälfte des Styropors in Kohlendioxid um, wie sie es bei jeder Nahrungsquelle tun.

Innerhalb von 24 Stunden schieden sie den Großteil des restlichen Plastiks in Form biologisch abgebauter Fragmente aus, die winzigen Kaninchenkötteln ähneln. Mehlwürmer, die regelmäßig mit Styropor gefüttert wurden, waren genauso gesund wie normal ernährte Würmer, sagt Wu, und ihre Abfälle schienen unbedenklich als Ackerboden zu sein.

Forscher, darunter Wu, haben in früheren Untersuchungen gezeigt, dass Wachswürmer, die Larven der Indischen Mehlmotte, Mikroorganismen im Darm haben, die Polyethylen, einen Kunststoff, der in Folienprodukten wie Müllsäcken verwendet wird, biologisch abbauen können. Die neue Forschung zu Mehlwürmern ist jedoch bedeutsam, da Styropor bislang als nicht biologisch abbaubar und umweltschädlicher galt.

Forscher unter der Leitung von Criddle, einem Senior Fellow am Stanford Woods Institute for the Environment, arbeiten bei laufenden Studien mit dem Projektleiter und Hauptautor der Artikel, Jun Yang von der Beihang-Universität in China, und anderen chinesischen Forschern zusammen.

Gemeinsam wollen sie untersuchen, ob Mikroorganismen in Mehlwürmern und anderen Insekten Kunststoffe wie Polypropylen (das in Produkten von Textilien bis hin zu Autoteilen verwendet wird), Mikrokügelchen (winzige Partikel, die als Peelings verwendet werden) und Biokunststoffe (aus erneuerbaren Biomassequellen wie Mais oder Biogasmethan) biologisch abbauen können.

Im Rahmen eines „Cradle-to-Cradle“-Ansatzes werden die Forscher das Schicksal dieser Materialien untersuchen, wenn sie von Kleintieren verzehrt werden, die wiederum von anderen Tieren verzehrt werden.

Mehlwürmer des Meeres

Ein weiteres Forschungsgebiet könnte die Suche nach einem marinen Äquivalent des Mehlwurms zur Verdauung von Plastik sein, sagt Criddle. Plastikmüll ist insbesondere im Meer ein Problem, da er Lebensräume verschmutzt und unzählige Seevögel, Fische, Schildkröten und andere Meereslebewesen tötet.

Es bedarf jedoch weiterer Forschung, um die Bedingungen für den Kunststoffabbau und die Enzyme, die Polymere abbauen, zu verstehen. Dies wiederum könnte Wissenschaftlern helfen, leistungsfähigere Enzyme für den Kunststoffabbau zu entwickeln und Herstellern bei der Entwicklung von Polymeren zu helfen, die sich weder in der Umwelt noch in der Nahrungskette anreichern.

Criddles Kunststoffforschung wurde ursprünglich von einem Projekt aus dem Jahr 2004 inspiriert, das die Machbarkeit biologisch abbaubarer Baumaterialien untersuchte. Diese Untersuchung wurde durch das Anschubfinanzierungsprogramm „Environmental Venture Projects“ des Stanford Woods Institute gefördert. Sie führte zur Gründung eines Unternehmens, das wirtschaftlich wettbewerbsfähige, ungiftige Biokunststoffe entwickelt.

Quelle: Stanford University

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