Личинки чорної мухи нейтралізують патогенні віруси у відходах

Людство щодня генерує мільйони тонн органічних відходів — харчове сміття, каналізаційний мул, гній із ферм. Більшість із них потрапляє на звалища або в мулові ставки, забруднюючи ґрунт і воду. У новому дослідженні, про яке повідомляє Phys.org, вчені довели, що личинки чорної солдатської мухи здатні знезаражувати органічні відходи від більшості небезпечних для людини вірусів — просто поїдаючи їх. Це відкриває шлях до дешевої, природної та масштабованої альтернативи традиційній переробці відходів.

Що відомо коротко

• Дослідження опубліковане у журналі Environmental Science & Technology Letters.
• Личинок годували харчовими відходами, каналізаційним мулом або свинячим гноєм протягом восьми днів.
• Травна система личинок знищила переважну більшість патогенних РНК-вірусів, зокрема норовірусів.
• Ті, що харчувалися харчовим сміттям, зросли найбільше і містили лише нешкідливі для людини ентомовіруси.
• Личинки, що поїли гній або мул, все одно залишали у своїх виділеннях деякі РНК-віруси.

Що це за явище

Чорна солдатська муха (Hermetia illucens) — комаха, личинки якої протягом мільйонів років еволюціонували як розкладачі органічної матерії. На відміну від звичайних мух, вони не переносять хвороб і не кусають. Їхній шлунково-кишковий тракт оснащений потужними ферментами й антимікробними жирними кислотами, що дозволяє перетравлювати навіть найбрудніший субстрат. Саме тому науковці давно вивчають їх як потенційний інструмент біологічної утилізації відходів.

Особливість нового дослідження полягає в тому, що вперше вчені системно вивчили не бактерії, а саме РНК-віруси — групу патогенів, яка раніше майже не досліджувалася в контексті переробки відходів комахами.

Деталі відкриття

Дослідницька група під керівництвом Ган Луо та Чіцзяна Ши провела серію контрольованих експериментів. Окремі групи личинок отримували три різні субстрати: харчові відходи, каналізаційний мул і свинячий гній. Через вісім днів усі групи набрали вагу. Найкращий приріст показали личинки, що харчувалися харчовими відходами, за ними — ті, що їли гній, а найповільніше зростали личинки на каналізаційному мулі.

Вчені дослідили початковий склад кожного субстрату і виявили в них різноманітні РНК-віруси: збудники, що уражають бактерії, гриби, рослини, тварин і людину. Після проходження через травну систему личинок кількість більшості патогенних вірусів різко знизилася.

«Віруси в органічних відходах рідко вивчалися системно, але наше дослідження показує, що личинки чорної солдатської мухи можуть суттєво знижувати вірусні ризики, що підкреслює перспективність цього підходу», — зазначає провідний автор Gang Luo.

Що показали нові спостереження

Результати виявилися неоднорідними залежно від типу субстрату. Личинки, що їли харчові відходи, в підсумку містили лише незначну кількість ентомовірусів — тих, що інфікують комах і не становлять загрози для людей. Це фактично означає нульовий ризик при подальшому використанні таких личинок як корму для тварин.

Натомість личинки, що харчувалися каналізаційним мулом або свинячим гноєм, демонстрували вищу вірусну різноманітність. У їхніх виділеннях — так званому фрасі — виявлено РНК-віруси, здатні інфікувати людину, зокрема пікобірнавіруси. Тобто навіть за значного знезараження певна кількість вірусів зберігається.

Ключове питання для наступного етапу досліджень: чи є ці залишкові віруси живими й активними, чи лише їхні фрагменти? Від відповіді залежатиме, чи потрібна додаткова обробка перед використанням личинок у кормовиробництві або фрасу як добрива.

Чому це важливо для науки

Традиційні методи знезараження відходів — спалення, хімічна обробка, інженерні мулові ставки — є енергоємними, дорогими та самі по собі забруднюють довкілля. Ідея використовувати живі організми для замкненого циклу переробки відходів є ключовою для кругової економіки.

Якщо личинки харчуються харчовими відходами — а це один із найбільших потоків органічного сміття на планеті — вони фактично перетворюють небезпечний субстрат на багатий білком корм для птиці, риби й свиней, а також на натуральне добриво. Схожим потенціалом для агросектору відзначаються й інші нові агрометоди зменшення викидів, що зараз активно досліджуються.

Gang Luo наголошує, що з’ясування активності залишкових вірусів є «ключовим для безпечного повторного використання в системі кругового управління відходами».

Цікаві факти

• Личинки чорної солдатської мухи здатні переробити до 70% харчових відходів за 14 днів, перетворюючи їх на цінну білкову біомасу. Про потенціал комах як альтернативного джерела їжі та корму детальніше можна дізнатися в матеріалі про комах, що замінять традиційні продукти.
• Личинки містять до 60% білка у сухій масі, що робить їх одним із найбагатших на протеїн природних кормів для сільськогосподарських тварин, за даними ФАО ООН.
• Дослідники Техаського університету A&M нещодавно розробили спеціальний «патрон» — контейнер для зберігання личинок при кімнатній температурі протягом кількох місяців без спеціального обладнання, що робить технологію масштабованою глобально.
• Личинки Hermetia illucens є одним із небагатьох видів комах, офіційно дозволених для використання в аквакультурних кормах у Євросоюзі, що відображає зростаючу довіру регуляторів до цього виду.

FAQ

Чи безпечно використовувати таких личинок як корм для тварин? Якщо личинки харчувалися харчовими відходами — так, ризик мінімальний. Якщо субстратом був гній або каналізаційний мул, потрібна додаткова перевірка на активність залишкових вірусів.

Що таке фрас і чи можна використовувати його як добриво? Фрас — це виділення личинок, багате азотом і мікроелементами. Він є цінним органічним добривом, однак після харчування фекальними відходами може вимагати додаткової обробки перед внесенням у ґрунт.

Яку роль відіграє ця технологія у нових підходах до вирощування продуктів харчування? Вона є частиною ширшої тенденції до сталого землеробства: перетворення відходів на ресурси. Аналогічну логіку застосовують і теплиці нового покоління, що мінімізують витрати ресурсів у виробництві їжі.

Личинки мухи знищують небезпечні віруси у відходах з’явилася спочатку на Цікавості.

cikavosti.com