牛胃里的微生物,连塑料都能分解,还有必要

在欧美的一些养殖场里,人们经常会在牛的背上开一个洞,还在洞口装上一个橡胶环,这个橡胶环还配有塞子,以备能够在必要的时候拨开塞子,将手伸进去掏牛肚子里的东西……

你可能会说,这太疯狂了吧,开这个洞的目的是什么,把手伸进去牛肚子里,牛不会痛吗?

实际上,这种牛叫“瘘管牛”,早在年的美国北达科他州就有人这样在牛背上开洞了。在将一头牛改造成瘘管牛的过程中,专业的兽医会在牛的第13根肋骨处切开一个口子,直通牛的瘤胃,牛的瘤胃上也切开一个口子,将瘤胃和外皮肤缝合,形成一个对外的洞口,最后再套上橡胶环。

牛是肯定会痛的,但人们认为这样做是“为了牛好”。这样做的目的有很多,首先是能够让兽医能够很方便地取出牛的半消化物,以了解牛的消化状况,其次是为了减少牛出现肚子胀气的情况,因为牛胀气的时候会排放出大量的甲烷。还有一个目的是为了更方便地取出牛误食的难消化的塑料垃圾,饲养人员经常从这个洞口里取出塑料袋、气球、塑胶手套等物品。

但来自奥地利的科学家们最近发现,牛的四个胃(瘤胃、网胃、重瓣胃以及皱胃)中的瘤胃中的细菌可以分解某些无处不在的物质,比如塑料垃圾。这些科学家们称,这也许能够为减少塑料污染的危害增添更多的希望。

因为奶牛的饮食(牧草)中本来就含有大量的天然植物聚酯,而聚酯就是塑料中的一种。来自维也纳大学的自然资源与生命科学系的多里斯·里比奇博士(DorisRibitsch)认为,生活在牛的瘤胃中的巨大微生物群落,负责食物的消化,其中包括对植物聚酯的分解,所以他们怀疑一些活性生物也可以用于对人造聚酯的分解。换句话说,这些微生物已经可以分解类似的材料,因此研究作者认为它们也可能分解塑料。

里比奇博士和她的同事研究了牛的瘤胃中的微生物对三种人造聚酯的反应。其一,聚对苯二甲酸乙二酯,俗称PET,是一种常用于纺织品和包装的合成聚合物。另外两种是肥料包装袋(俗称蛇皮袋)中常用的可生物降解塑料(聚己二酸丁二酯,PBAT)和由可再生资源制成的生物基材料(聚呋喃甲酸乙二酯,PEF)。

他们从奥地利的一家屠宰场获得瘤胃液体,以获得他们正在测试的微生物。然后,他们将这种液体中的微生物置于放有这三种塑料(分别以粉末和薄膜形式进行测试)的容器中培养,以了解塑料的分解效果。

根据他们最近发表在《生物工程与生物技术前沿》(FrontiersinBioengineeringandBiotechnology)上的研究结果,这三种塑料都能被牛胃里的微生物分解,塑料粉末的分解速度比塑料薄膜快。而且里比奇博士和她的同事们发现,与提取这些微生物对塑料进行分解相比,瘤胃液体对塑料的分解更有效,这可能表明其微生物群落可能具有协同优势,即酶的组合,而且不是任何一种特定的酶。

里比奇说,虽然他们的研究只是在实验室规模上进行的,“由于屠宰场每天在屠宰养殖的牛后,都会得到大量的瘤胃液体,这规模是很容易想象的。”这完全可以用于对塑料垃圾的处理。然而,她警告说,这样的研究成本高昂,因为实验室设备昂贵,而且这样的研究需要进行前期研究来检测微生物。

尽管如此,里比奇仍期待着对这一主题的进一步研究,她说,微生物群落作为一种潜在的生态友好资源尚未得到充分开发。如果能够建立一种成熟的机制,专门用牛的瘤胃中的液体来分解塑料垃圾,那么我们就多了一种消灭塑料污染的途径。

也许在未来,人们在牛背上开洞,是为了提取“塑料分解液”。但在这样做之前,科学家们还需要进行更深入的研究,还要做更多的衡量。




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