اكتشاف طريقة لتحويل ذباب الجندي الأسود الميت كمصدر كيميائي لصنع بلاستيك قابل للتحلل

اكتشف علماء في جامعة تكساس، إيه آند إم، طريقة لتحويل ذباب الجندي الأسود الميت إلى بلاستيك قابل للتحلل، يمكن تحويل الذباب البالغ، الذي يقال إنه ليس له تطبيقات منافسة.

تستخدم يرقات ذبابة الجندي الأسود في أغذية الحيوانات الأليفة، على سبيل المثال إلى بوليمرات لا تبقى في البيئة، لكن هناك قضية أعمق تتعلق بالرعاية الاجتماعية هنا.

في اجتماع الخريف للجمعية الكيميائية الأمريكية، أوضح الباحثون كيف يمكن استخدام ذباب الجندي الأسود كمصدر كيميائي لصنع البلاستيك الذي يمكن أن يتحلل بيولوجيًا عبر نفس النوع من الحشرات.

أوضحت كارين وولي، المحققون الرئيسيون، “في النهاية، نود أن تأكل الحشرات فضلات البلاستيك كمصدر للغذاء، ثم نحصدها مرة أخرى ونجمع مكوناتها لصنع بلاستيك جديد”، “لذا فإن الحشرات لن تكون المصدر فحسب، بل ستستهلك أيضًا المواد البلاستيكية التي يتم التخلص منها.”

20 عامًا في تطوير طرق لتحويل المنتجات الطبيعية

قالت كارين ، إن مجموعتها أمضت 20 عامًا في تطوير طرق لتحويل المنتجات الطبيعية – مثل الجلوكوز الذي يتم الحصول عليه من قصب السكر أو الأشجار – إلى بوليمرات قابلة للتحلل البيولوجي والهضم لا تصمد في البيئة، لكن هذه المصادر من البوليمرات القابلة للتحلل تستخدم أيضًا في الغذاء والوقود والبناء والنقل ، حيث يأتي ذباب الجندي الأسود.

استخدام بوليمر ذبابة الجندي الأسود للمواد البلاستيكية

بينما يتم تربية يرقات الذبابة لاستخدامها في علف الحيوانات وأغذية الحيوانات الأليفة واستهلاك النفايات، يقال إن الذباب البالغ “أقل فائدة”، ويتم التخلص منه بعد عمره القصير.

اقترح زميل وولي، أن الجثث الميتة أصبحت مادة انطلاق جديدة للبوليمرات. قال كاسيدي تيبتس ، طالبة دراسات عليا تعمل في المشروع: “إننا نأخذ شيئًا يعتبر قمامة بالمعنى الحرفي للكلمة ونصنع منه شيئًا مفيدًا”.

وجدت أن الكيتين – وهو بوليمر غير سام مشتق من السكر يقوي الهيكل الخارجي للحشرات والقشريات – هو مكون رئيسي للذباب الميت. بينما يتم استخراجه بالفعل من قشور الجمبري وسرطان البحر، قالت تيبيتس، إن مسحوق الكيتين الذي يحتوي على ذبابة يبدو أنقى ويخفف أيضًا من المخاوف بشأن الحساسية من المأكولات البحرية.

استخدم الفريق مادة الكيتين لإنتاج هيدروجيل يمكنه امتصاص الماء بمقدار 47 مرة في دقيقة واحدة، يمكن استخدام هذا في تربة الأراضي الزراعية لالتقاط مياه الفيضانات ثم إطلاق الرطوبة ببطء أثناء فترات الجفاف اللاحقة.

تطبيق واعد

يعد التطبيق واعدًا في ضوء التعليقات الأخيرة لرئيسؤ، الذي قال إن إمدادات الغذاء في العالم من المرجح أن تواجه اضطرابًا كبيرًا قبل ارتفاع درجات الحرارة بمقدار 1.5 درجة مئوية بسبب الفيضانات الشديدة والجفاف وندرة المياه ودرجات الحرارة الشديدة.

سيبدأ الفريق أيضًا مشروعًا هذا الصيف لاستخدام الذباب لإنتاج اللدائن الحيوية مثل البولي كربونات أو البولي يوريثان ، والتي تُصنع تقليديًا من البتروكيماويات.

يقول الباحثون، إن هذه المواد البلاستيكية لن تسهم في تلوث البلاستيك، لأن المنتجات المصنوعة من هذه الكتل الكيميائية مصممة للتحلل أو الهضم عند التخلص منها.

تربية الحشرات والرعاية

تدعي وولي أنه بينما قام الباحثون بعزل الكيتين والبروتينات من يرقات ذبابة الجندي الأسود، فإن فريقها هو أول من يفعل ذلك باستخدام الذباب البالغ المهمل، لكن هذا التطور يثير بعض التساؤلات حول الرفق بالحيوان.

نمو سوق ذبابة الجندي الأسود 30.5 %

يتزايد الطلب على هذه الحشرة، حيث من المتوقع أن ينمو سوق ذبابة الجندي الأسود بنسبة 30.5٪ على أساس سنوي لتصل إلى ما يقرب من 4 مليارات دولار بحلول عام 2033، وفقًا لإحدى الشركات البحثية .

يتم تربية ذباب الجندي الأسود بشكل متزايد من أجل يرقاتها، والتي تستخدم في طعام الحيوانات الأليفة ولتكسير النفايات.

في حين أن الحشرات مثل هذه توصف بأنها بدائل مستدامة للبروتينات الحيوانية ، نظرًا لانخفاض بصمتها الكربونية واحتياجاتها من الموارد ، فإن تلك التي تربى على الأعلاف التي تتنافس مع المحاصيل الغذائية البشرية قد يكون لها تأثير بيئي أعلى من مصادر البروتين التقليدية.

وعلى الرغم من أن هدف فريق جامعة تكساس إيه آند إم هو استخدام البلاستيك كعلف للحشرات في نموذج الاقتصاد الدائري، فقد أظهرت الأبحاث أن المركبات غير التقليدية مثل البلاستيك الممزوج بمخلفات الطعام قد يكون لها آثار سلبية على نمو ذباب الجندي الأسود وبقائه على قيد الحياة، بالإضافة إلى ذلك، قد تتأثر كفاءتها في تحلل النفايات أيضًا بالبلاستيك.

تحذير من الإصابة بالأمراض

وفي الوقت نفسه، فإن زيادة الطلب تعني زيادة إنتاج بروتين ذبابة الجندي الأسود إلى المستويات الصناعية، مما يمثل خطرًا أكبر للإصابة بالأمراض وانتشارها.

يمكن أن يكون لهذا، بدوره، آثار ضارة على كل من البشر والحيوانات، وقد تم ربط التغير المناخي الذي يسببه الإنسان والزراعة بانخفاض بنسبة 50٪ في أعداد الحشرات الرئيسية.

فيما يتعلق بالصناعة الإجمالية، يتم زراعة ما بين 1 و 1.2 تريليون حشرة من أجل الغذاء وعلف الحيوانات كل عام، علاوة على ذلك ، وجد أن الحشرات تشعر بالألم وتستجيب للتعامل معها من خلال إظهار مستويات متزايدة من هرمونات التوتر، لكن لا توجد معايير رعاية معترف بها فيما يتعلق بتربية الحشرات، وتُترك الشركات عمومًا لتقرر بنفسها شكل الرفاهية.

لا توجد أيضًا إرشادات حول كيفية ذبح الحشرات، على عكس معظم الحيوانات التي يجب أن تصعق قبل أن تُقتل في الاتحاد الأوروبي، كما يمكن طهي الحشرات في الميكروويف، أو البخار، أو المغلي، أو التحميص ، أو التجميد ، أو المفروم حتى الموت – حتى إطعام الدجاج حيًا.

الاستفادة من نظام تكاثر الحشرات الحالي والتخلص منها لإيجاد حل مستدام لمشكلة البلاستيك يوفر إمكانات ولكن القضية الأساسية لرفاهيتها ومعالجتها يجب النظر فيها بعناية قبل توسيع نطاق هذه الحلول.