왁스웜: 플라스틱 오염을 어떻게 줄일 수 있을까?

왁스 웜이란?

Waxworms는 Pyralidae (주둥이 나방) 가족에 속하는 왁스 나방의 애벌레입니다. 밀접하게 관련된 두 종은 상업적으로 자란 작은 왁스 나방(Achroia grisella)과 큰 왁스 나방(Galleria mellonella)입니다.

그들은 주둥이 나방 아과 Galleriinae의 Galleriini 부족에 속합니다. 애벌레가 그 이름을 공유하는 또 다른 종은 인도식 나방(Plodia interpunctella)이지만 이 종은 상업적으로 이용 가능하지 않습니다.

성충 나방은 때때로 "벌 나방"이라고 불리지만, 특히 양봉에서 이것은 밀랍벌레를 생산하지만 상업적으로 사육되지는 않는 또 다른 Galleriinae 나방인 Aphomia sociella를 가리킬 수도 있습니다.

Waxworms는 검은색 팁 발과 작은 검은색 또는 갈색 머리를 가진 중간 흰색 애벌레입니다.

야생에서는 꿀벌 군락에 둥지 기생충으로 생활하며 고치, 꽃가루를 먹고 꿀벌의 껍질을 벗기고 밀랍을 씹는다고 하여 이름이 붙여졌습니다. 양봉가들은 밀랍벌레를 해충으로 간주합니다. Galleria mellonella(큰 밀랍 나방)는 벌을 직접 공격하지 않고 벌집을 만들기 위해 벌이 사용하는 밀랍을 먹습니다.

성인이 되기 위해서는 애벌레의 발달에 필수적인 단백질이 포함된 애벌레 고치 형태의 사용된 애벌레 빗이나 애벌레 세포 세척제를 사용해야 합니다. 빗의 파괴는 저장된 꿀을 흘리거나 오염시키고 꿀벌 유충을 죽이거나 꿀벌 질병의 확산의 원인이 될 수 있습니다.

포로로 두면 특히 서늘한 온도에 보관할 경우 먹지 않고 오랜 시간을 보낼 수 있습니다. 포획된 밀랍벌레는 일반적으로 곡물, 밀기울, 꿀을 섞어서 키웁니다.

 

 

플라스틱의 생분해

두 종류의 밀랍벌레인 Galleria Mellon Ella와 Plodia interpunct Ella가 폴리에틸렌 플라스틱을 먹고 소화하는 것이 관찰되었습니다. 왁스웜은 폴리에틸렌 플라스틱 필름을 빠르게 생분해되는 화합물인 에틸렌 글리콜로 대사합니다.

전통적으로 먹을 수 없는 것으로 여겨졌던 물질을 소화하는 이 특이한 능력은 생분해 과정에 필수적인 장내 미생물의 결과로 밀랍을 소화하는 밀랍벌레의 능력에서 비롯된 것일 수 있습니다.

Plodia interpunct Ella waxworms의 내장에서 분리된 두 종류의 박테리아인 Enterobacter asburiae와 Bacillus sp는 실험실 테스트에서 폴리에틸렌을 분해하는 것으로 나타났습니다. 폴리에틸렌 필름에서 이 두 박테리아 균주를 28일 동안 배양한 테스트에서 필름의 소수성이 감소했습니다.

또한, 주사전자현미경과 원자력현미경을 사용하여 구덩이와 공동(깊이 0.3-0.4μm)이 있는 필름 표면의 손상을 관찰했습니다.

폴리에틸렌 쇼핑백에 넣은 약 100마리의 갤러리아 멜론 엘라 밀랍벌레는 실험실 조건에서 12시간 동안 거의 0.1그램(0.0032온스)의 플라스틱을 소비했습니다.

2020년 독일 다름슈타트에 있는 Fraunhofer Institute for Structural Durability and System Reliability(LBF)의 Bastian Barton이 수행한 연구에 따르면 Galleria 멜론 엘라 애벌레가 폴리에틸렌을 소화하고 생물학적으로 분해하는 능력이 반증되었습니다.

밀랍벌레는 폴리에틸렌 봉지에 구멍을 뚫어 먹긴 했지만 소량만 섭취하고 폴리에틸렌을 그대로 배설했으며 체중이 크게 감소했습니다.

 

플라스틱 생분해로서 왁스 웜을 발견하는 사람은?

Federica Bertocchini는 현재 양봉가이며 그녀의 공로입니다. 플라스틱을 먹는 벌레의 발견도 마찬가지입니다. 스페인 칸타브리아 생물의학 및 생명공학 연구소 소속인 베르토키니 교수는 벌집이 애벌레에 감염된 것을 보고 너무 짜증이 났다.

그래서 그녀는 벌집을 청소하는 동안 이 모든 벌레를 비닐 봉지에 넣고 벌집이 감염으로부터 안전한지 확인했습니다. 그러나 놀랍게도 그녀는 얼마 지나지 않아 모든 벌레가 비닐 봉지에서 빠져나와 구멍이 많은 비닐 봉지를 남겼습니다.

플라스틱 분해 솔루션
Bertocchini는 Cambridge University의 연구원들과 함께 비닐 봉지에 100개의 왁스 벌레를 가지고 이것을 확인했습니다. 그들은 40분 안에 비닐 봉지가 92mg 감소했음을 알 수 있었습니다.

폴리에틸렌은 경도와 생분해되지 않는 성질로 유명했습니다. 이것을 24시간 이내에 분해하는 것은 인류를 위한 멋진 업데이트입니다.

이 밀랍 벌레를 매우 면밀히 관찰한 결과 이 ​​벌레가 플라스틱을 섭취한 지 24시간 이내에 배설하는 것으로 나타났으며 배설물에 플라스틱 입자가 나타나는지 확인하기 위해 이 대변을 테스트했습니다. 과학자들은 이 벌레가 단순히 플라스틱을 작은 조각으로 자르고 있는지에 대해 꽤 혼란스러워했습니다.

하지만 이 배설물에는 플라스틱이 전혀 들어 있지 않다는 사실이 정말 놀라웠습니다. 따라서 이들이 소비하는 플라스틱이 이 벌레에 의해 완전히 소화되고 있음이 확인되었습니다. 이들의 배설물이 토끼 배설물과 비교하여 나타나며 토양 비옥도와 생분해성에도 좋은 것으로 밝혀졌다.

 

음식 소스로서의 Waxworms

Waxworms는 포로에 있는 많은 식충 동물과 식물에 일반적으로 사용되는 음식입니다. 이 유충은 주로 고지방 함량, 번식 용이성 및 저온에서 몇 주 동안 생존할 수 있는 능력으로 인해 인간뿐만 아니라 테라리움 애완동물 및 일부 애완용 새의 살아있는 먹이로 사용하기 위해 광범위하게 재배됩니다.

귀뚜라미 및 거저리와 비교할 때 영양소가 상대적으로 부족하기 때문에 주식보다는 간식으로 사용하는 것이 좋습니다. 그들의 높은 지방과 칼로리 밀도는 또한 특히 파충류와 같이 신진대사가 낮은 동물에서 왁스웜을 너무 자주 먹일 경우 포로 동물의 비만에 기여할 수 있습니다.

가장 일반적으로 그들은 비어드 드래곤(Pogona 속의 종), 네온 트리 드래곤, 도마뱀붙이, 브라운 아놀레, 세 발가락 상자 거북과 같은 거북이, 카멜레온과 같은 파충류를 먹이는 데 사용됩니다. 그들은 또한 Ceratophrys 개구리와 같은 양서류, Strauch의 점박이 도롱뇽과 같은 도롱뇽, axolotls와 같은 도롱뇽에게 먹일 수 있습니다.

길들여진 고슴도치와 같은 작은 포유동물도 밀랍벌레를 먹일 수 있으며, 그레이터 허니가이드와 같은 새도 음식을 즐길 수 있습니다. 그들은 또한 Platymeris 속의 암살자 벌레와 같이 테라리움에서 사육되는 포로 육식 곤충의 음식으로 사용될 수 있으며 때때로 블루길과 같은 야생의 특정 종류의 물고기를 먹이는 데 사용됩니다.

 

미스터리 풀기

Bertocchini는 동료 과학자 Paolo Bombelli 및 Christopher Howe와 협력하여 왁스 벌레가 플라스틱에 퍼지는 방법을 알아냈습니다.

그들이 폴리에틸렌 플라스틱 위에 벌레를 놓았을 때, 그들은 각 벌레가 시간당 평균 2.2개의 구멍을 만들고 있다는 것을 발견했습니다. 100마리의 밀랍벌레가 하룻밤 사이에 92mg의 비닐 봉지를 분해했습니다. 이 속도로 100마리의 벌레가 평균 5.5g의 비닐 봉지를 완전히 부수는 데 거의 한 달이 걸릴 것입니다.

퇴화의 원인으로 턱이 씹히는 것을 방지하기 위해 팀은 최근에 죽은 벌레의 스프 혼합을 플라스틱에 바르고 기다렸습니다. 물론 그들은 액체 유충이 플라스틱의 구멍도 먹을 수 있다는 것을 발견했습니다. 이것이 Bertocchini와 동료들이 그들의 몸에 살고 있는 벌레나 박테리아의 효소가 플라스틱을 분해할 것이라고 말한 것입니다.

이 효소는 폴리에틸렌을 부동액에 일반적으로 사용되는 화학 물질인 에틸렌 글리콜로 전환했습니다. Bertocchini는 향후 연구에서 폴리에틸렌을 분해하는 정확한 효소를 식별할 수 있기를 희망합니다.

 

솔루션 찾기

수십 년 동안 과학자들은 플라스틱을 생분해하는 방법을 찾고 있었다고 독일 그라이프스발트 대학(University of Greifswald)의 생화학자인 Uwe Bornscheuer는 말합니다.

Bornscheuer는 “플라스틱 오염은 전 세계적으로 큰 문제입니다.

2014년에 스탠포드 대학의 Wu와 동료들은 다른 종의 왁스 벌레에 있는 장내 박테리아가 비록 부산물은 다르지만 폴리에틸렌을 분해할 수 있다는 것을 발견했습니다. 2016년 연구에서는 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)라고 하는 플라스틱 유형을 분해할 수 있는 박테리아 유형의 효소를 확인했습니다.

"플라스틱을 분해할 수 있는 다른 유형의 벌레가 많이 있을 것입니다."라고 그는 말했습니다.

Woods Hole Oceanographic Institute의 해양 생물학자인 Tracy Mincer는 플라스틱 오염에 대한 해결책을 더 적게 생산하고 더 많이 재활용하는 데 초점을 맞춰야 한다고 말했습니다.

그는 이메일에서 “폴리에틸렌은 다양한 방식으로 재활용할 수 있는 고품질 수지이며, 톤당 500달러에 달한다”고 말했다. “내 생각에 이것은 놀라운 자연사이자 훌륭한 학술 활동이지만, 폴리에틸렌은 돈을 버리는 것이기 때문에 폐기에 대한 해결책이 아닙니다.”