Polistiren adalah salah satu bentuk plastik yang paling umum digunakan untuk bahan kemasan dan peralatan makan sekali pakai. Untuk mendaur ulang sampah plastik yang mengandung polistiren, bukan perkara mudah. 

Baru-baru ini, sekelompok ilmuwan di University of Queensland Australia menemukan bahwa cacing super alias superworm yang merupakan larva dari Kumbang Jerman (Zophobas morio) ternyata sangat suka memakan polistiren. Enzim usus mereka memunculkan harapan untuk pengembangan teknologi daur ulang di tingkat lebih tinggi.

Chris Rinke, yang memimpin penelitian ini menyebutkan bahwa waxworm kecil dan mealworm alias ulat hongkong memiliki rekam jejak yang baik dalam memakan plastik. Para peneliti menemukan bahwa cacing super ini dapat bertahan hidup hanya dengan diet polistiren, yang digunakan dalam beragam produk, mulai dari cangkir hingga kemasan styrofoam. 

“Kemampuan cacing untuk memproses plastik menunjukkan bahwa plastik sangat efisien dipecah di saluran pencernaan makhluk tersebut. Mereka pada dasarnya seperti mesin pemakan,” kata Rinke dikutip dari Scientific American. 

Proses pencernaan plastik oleh cacing

Untuk menyelidiki bagaimana mikrobioma usus superworm bereaksi terhadap diet plastik murni, para peneliti membagi 135 makhluk itu menjadi tiga kelompok. Kelompok pertama hanya diberi dedak gandum, yang kedua hanya diberi makan polistiren lunak, dan yang ketiga tidak diberi apa-apa. 

Semua cacing dipantau untuk melihat adanya aktivitas kanibalisme dan anggota kelompok yang tidak diberi makan apa-apa diisolasi satu sama lain. Hasilnya, larva yang diberi makan dedak secara signifikan lebih sehat daripada rekan mereka yang diberi makan plastik atau yang tidak diberi makan.

Lebih dari dua kali lipat berat badan mereka selama tiga minggu kemudian dipantau. Setelah itu, beberapa cacing dari masing-masing kelompok disisihkan untuk tumbuh menjadi kumbang. 

Sembilan dari 10 cacing yang diberi makan dedak berhasil tumbuh menjadi kumbang dan mempertahankan mikrobioma usus paling beragam dari ketiga kelompok. Sedangkan larva yang diberi makan plastik, pertumbuhannya kurang mengesankan. Namun, bobot mereka masih lebih berat daripada cacing yang kelaparan, dan dua pertiga dari mereka tumbuh menjadi kumbang. 

“Jelas bahwa polistiren adalah makanan yang buruk untuk larva. Tetapi tampaknya mereka dapat mengekstrak setidaknya beberapa energi dari materi pada plastik,” kata Rinke. 

Menurutnya, ini terjadi mungkin karena hubungan simbiosis antara superworm dan bakteri ususnya. Cacing pada dasarnya mencabik-cabik plastik sehingga bakteri dapat menguraikannya dan memecahnya menjadi molekul yang lebih kecil yang mungkin lebih mudah dicerna, atau mungkin suatu hari nanti dapat didaur ulang untuk membuat plastik baru. 

(Credit: Scientific American)

Upaya mencari solusi limbah plastik di dunia

Mengetahui dengan tepat enzim bakteri mana yang digunakan mikroba usus ini untuk memecah polistiren adalah “tiket emas” untuk mereplikasi prosesnya dalam skala besar di masa depan. Studi baru ini mengidentifikasi enzim-enzim tersebut dan memerlukan pengurutan genom organisme dalam usus cacing. 

“Menggunakan metagenomik, kami sebenarnya dapat mengkarakterisasi semua gen dalam mikrobioma pencernaan. Studi sebelumnya tentang serangga lain tidak begitu komprehensif, dengan fokus hanya pada satu atau dua kemungkinan bakteri usus atau enzim,” menurut Rinke.

Ia dan rekan-rekannya tidak menyarankan cacing super dilepaskan begitu saja ke tempat pembuangan sampah atau lanskap yang tercemar untuk mengunyah tumpukan plastik. Inti dari penelitian ini adalah menemukan bahwa mikrobioma usus cacing yang unik mungkin memegang kunci untuk mengembangkan proses kimia untuk mengurai bahan tersebut. 

Para peneliti berencana menggunakan data metagenomik studi baru mereka sebagai dasar untuk memverifikasi secara eksperimental apa yang dilakukan setiap enzim bakteri yang diidentifikasi terhadap plastik dan bagaimana semua enzim cocok bersama untuk menemukan cara paling efisien untuk memecah limbah plastik di dunia. (E03)