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16.06.2020

Wachsmotte hat PE zum Fressen gern

Abbau von Polyethylen durch Larven auf dem Prüfstand

Lassen sich Raupen im Kampf gegen Plastikmüll einsetzen? Bekannt ist seit einigen Jahren immerhin, dass Larven der Wachsmotte Galleria Melonella Polyethylen fressen.

Ob die Raupen den Kunststoff auch verdauen oder im Grunde nur zu Mikroplastik verarbeiten, war allerdings umstritten. Im Rahmen eines Forschungsprojekts zur bildgebenden chemischen Analyse der Kunststoff-Verdauung in Raupen (RauPE) hat ein Team des Fraunhofer LBF den Weg des Polyethylens durch die Raupe verfolgt und wichtige Antworten auf diese offenen Fragen gefunden.

  • Raupe der Wachsmotte Galleria Melonella (© Fraunhofer LBF )

    Raupe der Wachsmotte Galleria Melonella (© Fraunhofer LBF )

  • Fraßspuren der Raupe in einer PE-Folie im Detail … (© Fraunhofer LBF)

    Fraßspuren der Raupe in einer PE-Folie im Detail … (© Fraunhofer LBF)

  • … und im Überblick an einem PE-LD-Beutel (© Fraunhofer LBF )

    … und im Überblick an einem PE-LD-Beutel (© Fraunhofer LBF )

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Frühe Zweifel an aufsehenerregenden Forschungsergebnissen

Laut einer Anfang 2017 veröffentlichten Studie sind Larven der Wachsmotte Galleria Melonella in der Lage, Polyethylen (PE) zu fressen und mit einer bemerkenswert hohen Rate umzusetzen: 100.000 Raupen fressen demnach innerhalb einer Woche etwa 5,2 kg PE. Dies würde vielversprechende Möglichkeiten zur Entsorgung und Beseitigung der großen Mengen von Plastikmüll eröffnen.

Allerdings gab es schon bald Zweifel daran, ob die Raupe PE wirklich verdaut oder bloß zerkleinert und ausscheidet. Bereits Kontrolluntersuchungen an der Universität Mainz hatten im Herbst 2017 gezeigt, dass das behauptete Stoffwechsel-Abbauprodukt im ursprünglichen Experiment nicht schlüssig nachgewiesen wurde und das detektierte Signal einfach von Raupenüberresten hervorgerufen worden sein könnte.

Eigene Software entmischt Raman-Spektren

Die Frage, was mit dem gefressenen PE wirklich passiert, hat das Team des Fraunhofer LBF im Rahmen des Projekts RauPE durch den Einsatz hochauflösender Raman-Mikroskopie nun beantwortet.

Dazu hat das Team eine Software für die Raman-Mikroskopie an Gemischen entwickelt, die mit Hilfe von maschinellem Lernen die überlagerten Raman-Spektren der Bestandteile entmischen kann. Die in der Programmiersprache Python geschriebene Software liefert einerseits die Spektren der Einzelkomponenten und andererseits deren örtliche Konzentration.

Zerstörungsfreie Untersuchung

So können die Forschenden auch geringe Konzentrationen eines Stoffes wie PE innerhalb eines komplexen Gemisches organischer Substanzen, wie sie innerhalb der Raupe vorliegen, räumlich darstellen.

Dies ist dreidimensional mit einer Auflösung von bis zu einem Mikrometer (0,001 mm) möglich. Durch die Nutzung einer konfokalen Optik können die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Raupen zerstörungsfrei untersuchen, also weitgehend ohne Präparation.

Kein biologischer Abbau von Polyethylen

Die bisherigen Ergebnisse ergaben, dass die Raupen Löcher ins Polyethylen fressen, geringe Mengen davon aufnehmen und gleichzeitig deutlich an Körpermasse verlieren. Wenn Löcher vorhanden sind, stoppen die Raupen die weitere Materialaufnahme.

Die analytischen Messdaten zeigen jedoch, dass die Raupen das Polyethylen unverändert wieder ausscheiden. „Dass Raupen herkömmliche Kunststoffe biologisch abbauen, bleibt zunächst weiterhin eine Vision“, betont Dr. Bastian Barton, der das Forschungsprojekt am Fraunhofer LBF betreute. (kk)

Das Forschungsprojekt RauPE haben die Darmstädter Forschenden auch in einem Video dokumentiert:

Weiterführende Information
  • 18.09.2017

    Kunststoff-fressende Raupe in Mainz entzaubert

    Hackfleisch und Ei reproduzieren angebliche PE-Abbau-Messergebnisse

    Großes Aufsehen erregte im April die Meldung über Raupen, die nicht nur Löcher durch Kunststofftragetaschen bohren, sondern nach Messungen von Wissenschaftlern Polyethylen sogar verdauen können. Mainzer Chemiker vermuten nun allerdings Messfehler bei ihren Kollegen.   mehr

  • 05.05.2017

    Kunststoffrecycling durch Insekten

    Mehlwurmlarven als kleine biologische Helfer

    Beim Kampf gegen Plastikmüll setzen Forscher neben Mikroorganismen, Pilzen oder isolierten Enzymen auch auf Insekten: Nach der Großen Wachsmotte fressen sich jetzt Mehlwurmlarven durch die Abfälle.   mehr

    3 Kommentare
  • 25.04.2017

    Kunststoff-fressende Larve entdeckt

    Bioabbau von Polyethylen als Forschungsziel

    Wissenschaftler der Universität Cambridge berichten von einer Raupe, die sich Kunststofftragetaschen aus Polyethylen schmecken lässt. Die Mengen, die sie zu vertilgen scheint, machen Hoffnung, dass sich die Entdeckung zum biologischen Abbau von Kunststoffen nutzen lässt.   mehr

Unternehmensinformation

Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

Bartningstr. 47
DE 64289 Darmstadt
Tel.: 06151 705-0
Fax: 06151 705-214

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