Skip to main content

Label vert: La larve mangeuse de plastique

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

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


Introduction:

Le plastique est une matière qui pollue énormément et elle se retrouve bien trop souvent dans l’environnement.  Le problème qui se pose est la dégradation totale ou partielle du plastique. On souhaite donc au travers de notre projet présenter une nouvelle méthode de dégradation du plastique qui est encore en cours de développement. En effet, des recherches récentes ont essayé de déterminer la capacité de certaines larves à dégrader le plastique. 


Objectif : Notre projet a pour but d’étudier l’efficacité de l'une des larves étudiées, la larve Galleria Mellonella, à dégrader le plastique et de pouvoir comparer les différents résultats. Dans notre cas, nous prendrons deux types de plastiques différents: du polyéthylène basse densité (PEBD) et du polystyrène (PS). En effet, nous cherchons donc à mettre en confrontation nos différentes expériences.

  • Etude bibliographique et documentation
  • CrĂ©ation d'un poster
  • ExpĂ©rience au Fablab (Biologie-Chimie et Prototypage)


Galleria mellonella (Gm) est une espèce de Lepidoptera dans la famille Pyralidae. Nommée teigne de ruche, c'est une larve que l'on utilise principalement pour la pêche. Son cycle de développement varie de 4 semaines à 6 mois selon les conditions et comprend 4 phases (œuf, larve, nymphe et adulte). C'est dans les alentours de mars qu'elle se développe et atteint son pic autour d’août. Dans le cadre de ce projet, nous allons nous intéresser seulement à son stade de larve.


Expérimentation/Manipulation:


I/ Protocole expérimental: Préparation des tests + témoin

Fablab prototypage: 

1. Broyer les bouteilles en PEBD 

Fablab de biologie:

2. Nettoyer les béchers/erlenmeyers/cristallisoirs à l'éthanol

3. Faire des copeaux de cire d'abeille Ă  l'aide d'un Ă©conome/scalpel

4. Émietter le PS en petits morceaux

5. Avant toutes préparations, peser les récipients, le PEBD, le PS, les copeaux de cire, et les larves à l'aide d'une balance de pesée 

6. Mises en places des tests/témoins* : 

  • TĂ©moin: BĂ©cher de 500 ml + 10.85 g de cire + 43 larves Gm (18.855 g) 
  • Test 1: BĂ©cher de 250 ml (90,5968g) + 10.85 g de cire + 34 larves Gm (15.9 g) + 0.7 g de PS
  • Test 2: BĂ©cher 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: BĂ©cher de 800 ml (243.38 g) + 38 larves (18.547 g) + 1.0735 g de PS

7.  Mettre les tests/témoin dans une grosse boîte en plastique que l'on mettra dans une salle close, sans lumière, à 22-23°C.

* récipients couverts avec du papier aluminium rempli de petits trous 

Matériel nécessaire à la réalisation de nos expériences:

  • Fablab de Biologie: 350 larves Gm vivantes, bloc de cire d'abeille, 1 bĂ©cher de 500 ml, 2 bĂ©chers de 250 ml, 2 erlenmeyers de 250 ml, 2 cristallisoirs, papier aluminium alimentaire, une Brucelles en plastique, plaque de polystyrène, 2 bouteilles en PEBD, thermomètre mercure, scalpel, Ă©conome 
  • Fablab de Chimie: Accessoire ATR diamant, Ă©thanol de nettoyage
  • Fablab prototypage: broyeuse


II/ Observations: 

Dates, T(°C),  Témoin

Test 1

 Test 2 Test 3 Test 4 Test 5
 Test 6
 Test 7

27/03/2023, 14h40, 22°C

 8 mortes 8 mortes 10 mortes  X X X X X

29/03/2023, 16h21, 23°C

 6 mortes 1 morte 4 mortes 12 mortes 9 mortes X X X

31/03/2023, 9h57,

23°C

 4 mortes* 5 mortes 1 morte*

8 mortes* + perte de PE

 13 mortes* X X X

03/04/2023, 11h17,

22°C

2 mortes *

0 morte

5 mortes *


 5 mortes 10 mortes X X X
05/04/2023, 11h, 22.5°C

0 morte *

0 morte *

0 morte *


 0 mortes 6 mortes X X X

07/04/2023, 12h,

24°C

0 morte

2 mortes

0 morte

 1 morte
 0 morte
 X X X

11/04/2023, 13h53,

23°C

1 morte

0 morte

0 morte *

 1 morte 1 morte 2 mortes X X

13/04/2023, 10h30,

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°C

0 morte

0 morte

1 morte

 0 morte 1 morte 1 morte 0 morte 5 mortes

18/04/2023, 13h20,

23,5°C

1 morte

1 morte

1 morte

 4 mortes
 1 morte
 1 morte
 1 morte
 8 mortes
  • 23/03/2023, 12h, 23°C: mise en place du tĂ©moin et des tests 1 et 2 ( arrivĂ©e des larves depuis 2j (au frais))
  • 27/03/2023, 14h50, 22°C: mise en place des tests 3 et 4 (arrivĂ©e jour mĂŞme)
  • 07/04/2023, 12h, 24°C: mise en place du test 5 (arrivĂ©e des larves la veille (au frais))
  • 11/04/2023, 15h15, 23°C: mise en place des tests 6 et 7 (arrivĂ©e des larves le 6/04/23 (au frais))

05/04/2023: diminution forte de la cire

* présence de soie 


À la fin de l'expérience :


 TĂ©moin Test 1 Test 2 Test 3 Test 4 Test 5 Test 6 Test 7
durée 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


Photos au début et à la fin de l’expérience: 

 

 

III/ Analyses expérimentales

Analyses IR en ATR:

Nom du plastique PEBD PS
Pic(s) caractéristique(s)

Alcane

  • Elongation C-H:  2850-3000 cm-1 (forte intensitĂ©)
  • DĂ©formation C-H: 1350-1480 cm-1 (moyenne intensitĂ©)

Alcane

  • Elongation C-H:  2850-3000 cm-1 (forte intensitĂ©)
  • DĂ©formation C-H: 1350-1480 cm-1 (moyenne intensitĂ©)

Aromatique

  • Elongation C-H: 3000-3100 cm-1 (moyenne intensitĂ©)
  • DĂ©formation C-H: 680-900 cm-1 (forte intensitĂ©)
  • Elongation C=C:  1500-1650 cm-1 (forte intensitĂ©)


  • Analyse en dĂ©but expĂ©rience: 31/03/2023

image-1681937992284.png

image-1681937600443.png

  • Analyse en fin expĂ©rience: 18/04/2023

image-1681936957767.png

image-1681937300817.png

image-1681938291417.png

EXPLOITATION DES RESULTATS


  • Comparaison du spectre IR du PEBD avec les deux spectres des "Larves test 2" et celui des "Larves test 3": Nous pouvons observer que les pics caractĂ©ristiques du PEBD ne sont pas prĂ©sents sur les spectres des larves, dont les tests sont composĂ©s de PEBD. Pour illustrer ce propos, nous pouvons relever que les 2 pics de forte intensitĂ© Ă  2800 cm-1 et 2900 cm-1 prĂ©sent sur le spectre IR du PEBD, ne sont pas observable sur sur les spectre du test 2 et 3. 
  • Comparaison du spectre IR du PS avec les deux spectres des "Larves test 1" et celui des "Larves test 4": MĂŞme observation que celle pour le PEBD: nous n'observons pas de pics caractĂ©ristiques du PS sur les spectres des larves.
  • Comparaison du spectre IR des "Larves du tĂ©moin" avec tous les autres spectres des larves: Les spectres des larves sont tous similaires malgrĂ© leurs conditions diffĂ©rentes. 
  • Comparaison du spectre des plastiques de dĂ©part (PEBD, PS, film plastique) avec les plastiques de fil d’expĂ©rience: Ce sont les mĂŞmes.


CONCLUSION


Notre expérience a permis l’étude et l’observation du développement des larves Galleria Mellonella. Celles exposées 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, car elle ne permet pas de obtenir une analyse de caractérisation assez précise.  La présence de résidus de PS et PEBD est donc indiscernable.

Les résultats observés peuvent avoir été causé par de nombreux paramètres que nous avons du changer comparer à ceux établit dans les articles de références. Ainsi nous avons utilisé des plastiques (PEBD et PS) non stérilisés, effectuer des analyses IR en ATR, effectuer nos tests dans des béchers/erlenmeyers/cristallisoirs. Or eux, dans leurs cas, le plastiques avaient été stérilisés avant son introduction dans les tests à partir d’éthanol, ils ont caractérisé leurs éléments à travers des analyses plus précisent de l'ATR: FTIR, GC-MS ou l'imagerie hyperspectral. 


BIBLIOGRAPHIE 


  • Lou, Yu, et 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 ». Environmental Science & Technology, vol. 48, no 23, dĂ©cembre 2014, p. 13776‑84. DOI.org (Crossref), https://doi.org/10.1021/es504038a
  • Cassone, Bryan J., et al. « Role of the Intestinal Microbiome in Low-Density Polyethylene Degradation by Caterpillar Larvae of the Greater Wax Moth, Galleria Mellonella ». Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, vol. 287, no 1922, mars 2020, p. 20200112. DOI.org (Crossref), https://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.

Back to top