Label vert: La larve mangeuse de plastique

Nom : LE TOQUIN Juliette, SOUFIANI Noha, BOUATIR Fatima Ezzahraa, FERNANDES PEREIRA AlizéAlizée

Projet : La larve Galleria Mellonella mangeuse de plastique (PS/PEBD)

Introduction:

Le plastique est une matièmatière qui pollue énorméénormément et elle se retrouve bien trop souvent dans l’l’environnement.  Le problèproblème qui se pose est la dédégradation totale ou partielle du plastique. On souhaite donc au travers de notre projet préprésenter une nouvelle méméthode de dédégradation du plastique qui est encore en cours de dédéveloppement. En effet, des recherches rérécentes ont essayéessayé de dédéterminer la capacitécapacité de certaines larves àà dédégrader le plastique. 

Objectif : Notre projet a pour but d’éd’étudier l’efficacitél’efficacité de l'une des larves étudiéétudiées, la larve Galleria Mellonella, àà dédégrader le plastique et de pouvoir comparer les diffédifférents rérésultats. Dans notre cas, nous prendrons deux types de plastiques diffédifférents: du polyéthylèpolyéthylène basse densitédensité (PEBD) et du polystyrèpolystyrène (PS). En effet, nous cherchons donc àà mettre en confrontation nos diffédifférentes expéexpériences.

• Etude bibliographique et documentation
• CréCréation d'un poster
• ExpéExpérience au Fablab (Biologie-Chimie et Prototypage)

Galleria mellonella (Gm) est une espèespèce de Lepidoptera dans la famille Pyralidae. NomméNommée teigne de ruche, c'est une larve que l'on utilise principalement pour la pêpêche. Son cycle de dédéveloppement varie de 4 semaines àà 6 mois selon les conditions et comprend 4 phases (œœuf, larve, nymphe et adulte). C'est dans les alentours de mars qu'elle se dédéveloppe et atteint son pic autour d’aoûd’août. Dans le cadre de ce projet, nous allons nous intéintéresser seulement àà son stade de larve.

ExpéExpérimentation/Manipulation:

 

I/ Protocole expéexpérimental: PréPréparation des tests + tétémoin

Fablab prototypage: 

1. Broyer les bouteilles en PEBD 

Fablab de biologie:

2. Nettoyer les bébéchers/erlenmeyers/cristallisoirs àà l'ééthanol

3. Faire des copeaux de cire d'abeille àà l'aide d'un ééconome/scalpel

4. ÉÉmietter le PS en petits morceaux

5. Avant toutes prépréparations, peser les rérécipients, le PEBD, le PS, les copeaux de cire, et les larves àà l'aide d'une balance de pesépesée 

6. Mises en places des tests/tétémoins* : 

• TéTémoin: BéBécher de 500 ml + 10.85 g de cire + 43 larves Gm (18.855 g) 
• Test 1: BéBécher de 250 ml (90,5968g) + 10.85 g de cire + 34 larves Gm (15.9 g) + 0.7 g de PS
• Test 2: BéBécher de 250 ml (118,57g) + 10.85 g de cire + 36 larves Gm (15.5419 g) + 10.8 g de PEBD
• Test 3: Erlenmeyer de 250 ml (134,4g) + 36 larves Gm (16.05g)  + 17.15 g de PEBD
• Test 4: Erlenmeyer de 250 ml (134,6g) + 44 larves Gm (20,27g)  + 1 g de PS
• Test 5: Cristallisoir de 795 g + 29 larves Gm (14.6296 g) + 2,6301 g de PEBD (film alimentaire). Le cristallisoir est recouvert par son couvercle en verre.
• Test 6: Cristallisoir de 991.84 g + 10.88 g de cire + 38 larve Gm (18.1318 g) + 2.7634 g de PEBD (film alimentaire). Le cristallisoir est recouvert par son couvercle en verre.
• Test 7: BéBécher de 800 ml (243.38 g) + 38 larves (18.547 g) + 1.0735 g de PS

7.  Mettre les tests/tétémoin dans une grosse boîboîte en plastique que l'on mettra dans une salle close, sans lumièlumière, àà 22-23°23°C.

* rérécipients couverts avec du papier aluminium rempli de petits trous 

 

MatéMatériel nénécessaire àà la réréalisation de nos expéexpériences:

• Fablab de Biologie: 350 larves Gm vivantes, bloc de cire d'abeille, 1 bébécher de 500 ml, 2 bébéchers de 250 ml, 2 erlenmeyers de 250 ml, 2 cristallisoirs, papier aluminium alimentaire, une Brucelles en plastique, plaque de polystyrèpolystyrène, 2 bouteilles en PEBD, thermomèthermomètre mercure, scalpel, ééconome 
• Fablab de Chimie: Accessoire ATR diamant, ééthanol de nettoyage
• Fablab prototypage: broyeuse

II/ Observations: 

Dates, T(°°C),	TéTémoin	Test 1	Test 2	Test 3	Test 4	Test 5	Test 6	Test 7
27/03/2023, 14h40, 22°22°C	8 mortes	8 mortes	10 mortes	X	X	X	X	X
29/03/2023, 16h21, 23°23°C	6 mortes	1 morte	4 mortes	12 mortes	9 mortes	X	X	X
31/03/2023, 9h57, 23°23°C	4 mortes*	5 mortes	1 morte*	8 mortes* + perte de PE	13 mortes*	X	X	X
03/04/2023, 11h17, 22°22°C	2 mortes *	0 morte	5 mortes *	5 mortes	10 mortes	X	X	X
05/04/2023, 11h, 22.5°5°C	0 morte *	0 morte *	0 morte *	0 mortes	6 mortes	X	X	X
07/04/2023, 12h, 24°24°C	0 morte	2 mortes	0 morte	1 morte	0 morte	X	X	X
11/04/2023, 13h53, 23°23°C	1 morte	0 morte	0 morte *	1 morte	1 morte	2 mortes	X	X
13/04/2023, 10h30, 23°23°C	0 morte	0 morte	0 morte	0 morte	0 morte	1 morte	1 morte	1 morte  (+1 cocon)
14/04/2023, 14h, 22,5°5°C	0 morte	0 morte	1 morte	0 morte	1 morte	1 morte	0 morte	5 mortes
18/04/2023, 13h20, 23,5°5°C	1 morte	1 morte	1 morte	4 mortes	1 morte	1 morte	1 morte	8 mortes

• 23/03/2023, 12h, 23°23°C: mise en place du tétémoin et des tests 1 et 2 ( arrivéarrivée des larves depuis 2j (au frais))
• 27/03/2023, 14h50, 22°22°C: mise en place des tests 3 et 4 (arrivéarrivée jour mêmême)
• 07/04/2023, 12h, 24°24°C: mise en place du test 5 (arrivéarrivée des larves la veille (au frais))
  
  
• 11/04/2023, 15h15, 23°23°C: mise en place des tests 6 et 7 (arrivéarrivée des larves le 6/04/23 (au frais))

05/04/2023: diminution forte de la cire

* préprésence de soie 

ÀÀ la fin de l'expéexpérience :

	TéTémoin	Test 1	Test 2	Test 3	Test 4	Test 5	Test 6	Test 7
durédurée	3 semaines et 1 jour	3 semaines et 1 jour	3 semaines et 1 jour	2 semaines et 6 jours	2 semaines et 6 jours	1 semaine	5 jours	5 jours
final	20 larves vivantes : 6,4352g et un cocon	17 larves vivantes: 6,1753g	14 larves vivantes: 4,7291g et un cocon	5 larves vivantes: 1,6712g	2 vivantes: 0,7676g et un cocon	23 vivantes: 10,462g et un cocon	35 vivantes: 14,966g et un cocon en formation	23 larves vivantes: 9,647g et un cocon

III/ Analyses expéexpérimentales

Analyses IR en ATR:

Nom du plastique	PEBD	PS
Pic(s) caractécaractéristique(s)	Alcane Elongation C-H:  2850-3000 cm-1 (forte intensitéintensité) DéDéformation C-H: 1350-1480 cm-1 (moyenne intensitéintensité)	Alcane Elongation C-H:  2850-3000 cm-1 (forte intensitéintensité) DéDéformation C-H: 1350-1480 cm-1 (moyenne intensitéintensité) Aromatique Elongation C-H: 3000-3100 cm-1 (moyenne intensitéintensité) DéDéformation C-H: 680-900 cm-1 (forte intensitéintensité) Elongation C=C:  1500-1650 cm-1 (forte intensitéintensité)

• Analyse en dédébut expéexpérience: 31/03/2023

• Analyse en fin expéexpérience: 18/04/2023

EXPLOITATION DES RESULTATS

 

• Comparaison du spectre IR du PEBD avec les deux spectre "Larves test 2" et celui de "Larves test 3": Nous pouvons observer que les pics caractécaractéristiques du PEBD ne sont pas préprésents sur les spectres des larves, dont les tests sont composécomposés de PEBD. Pour illustrer ce propos, nous pouvons relever que les 2 pics de forte intensitéintensité àà 2800 cm^-1 et 2900 cm^-1 préprésent sur le spectre IR du PEBD, ne sont pas observable sur sur les spectre du test 2 et 3. 

• Comparaison du spectre IR du PEBDPS avec les deux spectre "Larves test 1" et celui de "Larves test 4": la mêMême observation que celle pour le PEBD: nous n'observons pas de pics àcaractéristiques du PS sur les spectres des larves.
• Comparaison de spectre IR avec tous les spectres des larves: Les larves ont les mêmes spectres que 

Remarque: Les pics caractéristiques à la larve Galleria Mellonella 

CONCLUSION

 

NosNotre expériencesexpérience ne nous ont pasa permis del’étude confirmeret la biodégradationl’observation du polyéthylènedéveloppement basse densité et du polystyrène par lesdes larves Galleria Mellonella. CesCelles réexposées uniquement aux plastiques s’en sont nourries et semblent anormalement plus grandes et grosses que celles se nourrissant aussi de cires. La spectroscopie IR en ATR ne présente pas de résultats concluants.  Donc la présence de résidus de PS et PEBD est indiscernable.

PERSPECTIVES

 

Les résultats observés peuvent avoir étéété causécausé par de nombreux paramèparamètres que nous avons du changer comparer àà ceux éétablit dans les articles de référéférences. Ainsi nous avons utiliséutilisé dedes plastiques (PEBD et PS) non stériliséstérilisés, effectuer des analyses IR en ATR, effectuer nos tests dans des bébéchers/erlenmeyers/cristallisoirs. Or eux, dans leurs cas, le plastiques avaient étéété stériliséstérilisés avant son introduction dans les tests,tests à partir d’éthanol, ils ont caractérisécaractérisé leurs élééléments àà travers des analyses plus préprécisent de l'ATR: FTIR, GC-MS ou l'imagerie hyperspectral. 

Une

 autre

conclusion que nous pouvons émettre est que le spectre de la larve témoin possède des pics au même endroit que les pics caractéristiques des plastiques, il est possible que la présence de pics des plastiques soit masquée par le spectre de la larve.

BIBLIOGRAPHIE 

 

• ArticleLou, deYu, ACSet Publications,al. "« Biodegradation of Polyethylene and Polystyrene by Greater Wax Moth Larvae ( Galleria Mellonella L.) and the Effect of Co-Diet Supplementation on the Core Gut Microbiome ». Environmental Science & Technology, vol. 54, no 5, mars 2020, p. 2821‑31. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1021/acs.est.9b07044 
• Yang, Jun, et al. « Evidence of Polyethylene Biodegradation by Bacterial Strains from the Guts of Plastic-Eating Waxworms"Waxworms ». Environmental Science & Technology, vol. 48, no 23, décembre 2014, p. 13776‑84. DOI.org (Crossref), 2014https://doi.org/10.1021/es504038a.

  
  

• ArticleCassone, deBryan TheJ., Royalet Societyal. Publishing,« "Role of the intestinalIntestinal microbiomeMicrobiome in low-densityLow-Density polyethylenePolyethylene degradationDegradation by caterpillarCaterpillar larvaeLarvae of the greaterGreater waxWax moth,Moth, Galleria mellonella"Mellonella ». Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, vol. 287, no 1922, mars 2020, p. 20200112. DOI.org (Crossref), 2020https://doi.org/10.1098/rspb.2020.0112
• Bombelli, Paolo, et al. « Polyethylene Bio-Degradation by Caterpillars of the Wax Moth Galleria Mellonella ». Current Biology, vol. 27, no 8, avril 2017, p. R292‑93. ScienceDirect, https://doi.org/10.1016/j.cub.2017.02.060.