Könnte die Auflösung des Rätsels um den Verdauungstrakt des Mehlwurms zur Lösung unserer Plastikkrise beitragen?

Sie vertragen die Verschmutzung durch Plastik nicht, das an die Strände gespült wird, Meereslebewesen tötet und in die Nahrungskette gelangt? Nun, Mehlwürmer können es – ganz buchstäblich.

Mehlwürmer, das Larvenstadium des Mehlwurmkäfers, werden mehr als 2 cm lang. Wissenschaftler wissen schon seit einiger Zeit um ihre Fähigkeit, bestimmte Kunststoffe zu verwerten – nun lernen Forscher mehr darüber, was im Inneren der Mehlwürmer vor sich geht und replizieren diesen Prozess außerhalb der Mehlwürmer.

3.000 bis 4.000 Mehlwürmer brauchen etwa eine Woche, um einen Styropor-Kaffeebecher zu essen. Es handelt sich dabei um Bakterien, die in den Eingeweiden der Mehlwürmer leben und den Kunststoff zersetzen, erklärt Anja Malawi Brandon, eine Doktorandin an der Stanford University.

Wenn Mehlwürmer Polystyrol – das Material, das in Styropor verwendet wird und häufig in Verpackungen zu finden ist – fressen, scheiden sie die Hälfte davon als Kohlendioxid und einiges als teilweise zersetzte Partikel aus. Genau dies wirft allerdings auch Bedenken auf, denn sie könnten das wachsende Problem mit Mikrokunststoffen – winzige Kunststoffstücke, die in die Nahrungskette gelangen können – noch verstärken. Auf der anderen Seite könnte die Nutzbarmachung ihrer biologischen Prozesse, neue Möglichkeiten für den Umgang mit Kunststoffabfällen eröffnen.

Brandon, eine Expertin zum Thema „Nachhaltigkeit von Kunststoffen und Biokunststoffen“, gehörte zu einem Team, das im vergangenen Jahr Forschungsergebnisse veröffentlichte, die zeigten, dass Mehlwürmer nicht nur Polystyrol fressen können, sondern auch Polyethylen – einen der weltweit am häufigsten verwendeten Kunststoffe, der in allen möglichen Materialien von Einkaufstüten bis hin zu Waschmittelflaschen zu finden ist.

Sie zeigten außerdem, dass die Mehlwürmer beim Verzehr von Polystyrol ein Flammschutzmittel ausscheiden, das manchmal dem Kunststoff zugesetzt wird. Das bedeutete, dass sich die giftige Chemikalie nicht in den Mehlwürmern anreicherte, so dass sie nicht in der Nahrungskette weitergereicht würde, wenn die Würmer als proteinreiche Nahrung für Nutztiere wie Hühner und Schweine verwendet würden.

In weiteren Forschungsarbeiten wurden nun die plastikfressenden Bakterien, die im Darm der Mehlwürmer gefunden, isoliert und außerhalb des Mehlwurms gezüchtet.

„Interessanterweise sind die Bakterien, die wir identifiziert haben, keine neuen, noch nie dagewesenen Bakterien – es sind Bakterien, die schon früher mit dem Abbau anderer Umweltschadstoffe in Verbindung gebracht wurden,“ erklärt Brandon gegenüber CNN.

„Das zeigt, dass diese bereits bekannten Bakterien im richtigen Umfeld in der Lage sind, Kunststoffe abzubauen. Dies bedeutet möglicherweise, dass auch andere Bakterien, von denen bekannt ist, dass sie zufällig andere Chemikalien abbauen, unter den richtigen Bedingungen Kunststoffe abbauen könnten.“

Brandon sagt, dass der Abbau von Kunststoff mit Bakterien außerhalb des Mehlwurms derzeit langsamer verläuft als die Abbaugeschwindigkeit, zu der ein Mehlwurm fähig ist. Unter den richtigen Bedingungen, ist der Abbau „schneller als bei anderen bisherigen Bakteriensystemen.“ Sie kann einige Details – einschließlich der Namen der Bakterien – nicht nennen, da die Forschungsergebnisse noch nicht veröffentlicht wurden.

Eine natürliche Recycling-Lösung?

Die Verschmutzung durch Kunststoffe ist eines der dringlichsten Umweltprobleme. Ein kürzlich veröffentlichter Bericht von The Pew Charitable Trusts prognostizierte, dass sich die Menge des in die Ozeane gelangenden Kunststoffs bis 2040 auf 29 Millionen Tonnen pro Jahr fast verdreifachen könnte – das entspricht 50 Kilogramm für jeden Meter Küstenlinie unseres Planeten.

Der Bericht sagt auch, dass es „keine Einzellösung“ gebe, aber dass „eine ambitionierte Recyclingstrategie“ die Kunststoffverschmutzung um 31-45% senken könne.

Damit Mehlwürmer eine brauchbare Recyclinglösung darstellen, müsste es ein System zur Sammlung und Behandlung des teilweisen verdauten Kunststoffs geben, den sie ausscheiden. Die Verwendung der Bakterien in Bioreaktorbehältern könnte hingegen einfacher zu kontrollieren sein und würde keine Kunststoffrückstände erzeugen., so Brandon.  Es besteht sogar die Möglichkeit, Bakterien zu verwenden, um Kunststoffe in Monomere – Bausteine für andere Kunststoffe – zu zersetzen.

Ramani Narayan, angesehener Professor für Chemieingenieurwesen und Materialwissenschaften an der Michigan State University, meint dazu, die Wissenschaft hinter der Stanford-Forschung sei zwar „großartig“, warnt aber davor, sie in eine Lösung für die Behandlung von Kunststoffabfällen zu spinnen.

„(Die Verwendung von Mehlwürmern ist) keine Lösung, solange man nicht sagen kann, wie man sie in bestehende Infrastrukturen der Abfallwirtschaft integrieren kann – und da sehe ich die große Diskrepanz“, sagt Narayan und weist darauf hin, dass der Umgang mit all unseren Plastikabfällen eine riesige Anzahl von Mehlwürmern erfordern würde.

Bewährte industrielle Verfahren zur Wiederverwertung von Polystyrol und Polyethylen gebe es bereits, und fügte hinzu, die Chancen lägen nicht in der Technologie, sondern in der Sammlung und Wiederverwertung dieser Kunststoffe.

Was biologische Lösungen betrifft, so befürwortet Narayan die Entwicklung von Kunststoffen, die von Mikroben zusammen mit anderen biologisch abbaubaren Feststoffen in bestehenden Abfallentsorgungsumgebungen kompostiert werden können. „Man sollte nicht das Ökosystem [der Abfallwirtschaft] verändern, sondern das Ökosystem nutzen, um die Abfallwirtschaft zu unterstützen,“ erklärt er.

Bis auf weiteres werden Brandons Tests mit den Bakterien fortgesetzt. „Wir sind noch ein wenig davon entfernt, dies im großen Maßstab zu betreiben, aber mit unserer neuen Forschung haben wir ein System entwickelt, mit dem wir viel schneller dieses Zukunftsszenario erreichen können. Wir hoffen darauf, dass wir diese Technologie bald nutzen können.“

Video: Ed Scott-Clarke, Story: Tom Page

Die Veröffentlichung erfolgt im Rahmen unserer Medienpartnerschaft mit CNN und ist im Original auf Call-to-Earth zu finden…

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