综述：在塑料的生物降解过程中，利用了昆虫以及一些陆地和海洋无脊椎动物

《The European Zoological Journal》：The use of insects, some land and marine invertebrates, in the biodegradation of plastic

全球塑料年产量达350亿吨，传统降解方式效率低下，需探索新型生物降解途径。无脊椎动物（如昆虫幼虫、蜗牛、蚯蚓等）通过肠道微生物分泌酶分解聚乙烯、聚丙烯等塑料，其中中肠微生物的解聚作用尤为关键。研究显示多种昆虫和海洋生物对不同类型塑料具备降解能力，但需标准化实验条件以评估实际应用潜力。

　　塑料污染已成为当今全球面临的重大环境问题之一。自20世纪50年代塑料工业大规模发展以来，塑料的产量迅速增长，目前每年全球生产超过3500万吨塑料，用于制造瓶罐、塑料袋、食品包装等多种产品。然而，塑料的降解过程极其缓慢，通常需要数百年时间，且缺乏有效的分离、回收、利用和降解方法，导致塑料污染持续加剧。此外，塑料的广泛使用也引发了微塑料和纳米塑料的大量产生，这些微小的塑料颗粒不仅污染环境，还通过食物链进入动植物体内，对生态系统和人类健康造成深远影响。

微塑料的尺寸通常在0.1微米至5毫米之间，分为初级微塑料和次级微塑料。初级微塑料是人为制造的，例如化妆品中的微珠，而次级微塑料则是由塑料废弃物在自然环境中破碎形成的。这些微塑料能够通过空气、水、土壤等途径传播到各种生态系统中，包括海洋、河流、湖泊以及陆地土壤。研究发现，微塑料不仅存在于环境样本中，还被检测到存在于饮用水、人体血液和尿液中。这一现象表明，塑料污染已经超越了单纯的环境问题，成为一种全球性健康挑战。

微塑料对生物体的伤害是多方面的。它们可以阻塞消化道，影响生长发育，干扰代谢和生殖功能，甚至损害器官。在植物中，微塑料会干扰光合作用和DNA过程，而在动物体内，它们可能积累在器官中，造成慢性毒性效应。在人类中，微塑料可能影响内分泌系统，携带有毒化学物质，并在细胞层面导致染色体分离异常、DNA损伤、氧化应激以及基因表达变化。这些发现强调了微塑料污染的严重性，并促使科学家寻找更有效的塑料降解方法。

传统的塑料降解方法主要依赖于物理和化学过程，例如热降解、光降解、水解和氧化。然而，这些方法往往效率低下，且对环境造成二次污染。因此，科学家们开始关注生物降解，尤其是利用微生物和动物的代谢能力来分解塑料。生物降解涉及微生物分泌的酶类，将塑料分解为可被利用的分子，而某些动物则通过物理破碎和化学转化共同参与这一过程。

近年来，昆虫和其他无脊椎动物在塑料生物降解中的作用引起了广泛关注。昆虫的幼虫阶段尤其重要，因为它们具有强烈的取食行为，能够将塑料物理破碎为微塑料和纳米塑料，从而为微生物降解创造条件。此外，昆虫肠道中的微生物群落也发挥了关键作用，它们通过分泌酶类，将塑料分解为更小的分子，进入宿主的代谢路径。例如，黄粉虫（*Tenebrio molitor*）和黑粉虫（*Zophobas morio*）等昆虫已被证实能够降解聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）和聚苯乙烯（PS）等常见塑料。这些昆虫的肠道中存在多种细菌，如*Enterobacter*和*Bacillus*，它们在降解过程中起到了重要作用。

除了昆虫，其他无脊椎动物如蜗牛、蚯蚓和海洋环节动物也展现出降解塑料的能力。例如，非洲大蜗牛（*Achatina fulica*）在进食过程中会无意间摄入微塑料，并通过其口腔结构（齿舌）对塑料表面进行机械破坏，促进其降解。蚯蚓（*Eisenia fetida*）在土壤中活动，能够将塑料分解为更小的碎片，并通过其肠道微生物群落进一步降解。海洋环节动物如*Perinereis vancaurica*则在水体中对聚苯乙烯（PS）进行降解，其肠道中的微生物群落被发现能够分解PS并产生代谢产物。

尽管这些无脊椎动物在塑料降解方面展现出潜力，但目前的研究仍面临诸多挑战。首先，不同物种的降解效率差异较大，这与塑料的化学结构、物理特性以及无脊椎动物的生理和微生物群落组成密切相关。其次，实验条件的不统一使得不同研究结果难以直接比较。例如，实验中使用的塑料种类、数量、形状以及实验持续时间各不相同，导致数据的可比性受到限制。此外，大多数研究仍局限于实验室环境，未能充分考虑自然环境中塑料与其他污染物（如重金属）的相互作用。

在实际应用方面，利用无脊椎动物进行塑料生物降解仍处于探索阶段。虽然某些昆虫和微生物已被证明具有降解能力，但将其应用于大规模塑料污染治理仍需克服许多技术难题。例如，如何确保这些生物在自然环境中的存活率和降解效率，如何避免对生态系统造成额外负担，以及如何实现经济可行的规模化应用。此外，伦理和生态风险也是需要考虑的重要因素，尤其是在使用某些动物进行塑料降解时，可能会影响其自然行为和生存环境。

综上所述，无脊椎动物在塑料生物降解中的作用不容忽视。它们不仅能够通过物理和化学手段分解塑料，还能借助肠道微生物群落实现更高效的降解。然而，要实现其在实际环境治理中的应用，仍需进一步研究，以优化降解效率、减少对生态系统的干扰，并确保技术的可持续性和安全性。未来的研究应更加注重跨学科合作，结合生物学、化学、环境科学等领域的知识，推动塑料污染治理技术的创新和发展。