Una abeja produce un plástico que se degrada en meses y podría resolver un desafío científico de décadas

Un estudio sobre la abeja solitaria (Colletes inaequalis) identificó un plástico natural que comienza a degradarse en el suelo en pocos meses, tras el seguimiento de revestimientos de nidos subterráneos entre marzo de 2023 y febrero de 2024. El equipo dirigido por Jonathan Coote, profesor asistente de Virginia Tech, analizó cómo este material protege a las crías y, al mismo tiempo, pierde resistencia con el paso del tiempo.

La especie recubre con una película transparente, similar a una fina capa de plástico, las cavidades subterráneas donde deposita polen, néctar y un huevo. Esa cobertura, que también contiene seda, protege a la larva de la humedad y los hongos durante la mayor parte de su desarrollo.

Los resultados, publicados en Proceedings of the National Academy of Sciences y divulgados en Earth.com, plantean una referencia para la fabricación de plásticos de uso cotidiano que cumplan su función y luego puedan descomponerse. “Se trata de un poliéster que imita al polietileno”, explicó el profesor.

El material perdió parte de su composición plástica en cuatro meses

Los investigadores recolectaron nidos recién construidos y regresaron a examinarlos cuatro, siete y once meses después. Para localizarlos, excavaron entre 17 y 30 centímetros de profundidad, donde las abejas habían formado las cámaras destinadas a sus crías.

Al comienzo, el revestimiento estaba compuesto por cerca de 73% de plástico natural y 27% de seda en peso. Cuatro meses más tarde, el plástico representaba solo el 40% del material restante, una variación que sorprendió al grupo por la velocidad de la degradación.

Las coberturas todavía podían doblarse y conservar su forma al cuarto mes. Sin embargo, hacia los siete meses aparecieron grietas. Al cabo de 11 meses, se deshacían al manipularlas con cierta fuerza, aunque no habían desaparecido por completo.

La observación es relevante porque los nidos pueden concentrarse en grandes grupos y las abejas vuelven a utilizar el mismo terreno durante décadas. Pese a ello, las capas antiguas no parecen acumularse, lo que llevó a los especialistas a investigar qué procesos permiten que se deterioren.

Una estructura resistente con enlaces que pueden romperse

La hembra produce el material mediante una glándula conectada al aguijón, que libera moléculas en forma de anillo que se unen en cadenas largas cuando la abeja las distribuye sobre las paredes del nido.

Su composición se asemeja a la del polietileno, uno de los plásticos más utilizados en envases. Este producto sintético está formado por largas cadenas de carbono con enlaces difíciles de romper, incluso en sistemas de compostaje industrial, instalaciones controladas que emplean altas temperaturas, humedad y microorganismos para acelerar la descomposición de los residuos orgánicos.

El plástico de la abeja pertenece, en cambio, a los poliésteres, materiales cuyas cadenas contienen enlaces más vulnerables a la acción del agua o de las enzimas. Estas últimas son sustancias que aceleran reacciones químicas y podrían intervenir en la descomposición del revestimiento.

Aun así, la muestra presentó cualidades que suelen volver más persistentes a los materiales fabricados en laboratorio. Cerca del 60% de su estructura estaba organizada en zonas cristalinas, es decir, regiones donde las cadenas se agrupan de forma compacta. También resistió dos días en un disolvente calentado a 150°C, sin perder su forma ni tamaño.

La mezcla de moléculas podría facilitar la degradación

Los análisis indicaron que la cobertura contiene principalmente anillos de 18 átomos de carbono, junto con otros de 20 y 22. Para el equipo, esa combinación podría distribuir de manera irregular los enlaces más débiles de las cadenas y facilitar que el agua o las enzimas lleguen a ellos.

Las partes menos compactas fueron las primeras en deteriorarse. Después de cuatro meses, casi todo el plástico que permanecía correspondía a regiones cristalinas. Para el mes once, la proporción de esas zonas había caído al 39%, lo que apunta a que también terminan por degradarse.

Los microbios presentes en los nidos son otra posible explicación. Además, el grupo halló indicios de actividad enzimática en líquidos obtenidos de un revestimiento nuevo y de otro con cuatro meses de antigüedad. Ambas muestras lograron descomponer una sustancia usada para probar ese tipo de enzimas.

Sin embargo, esa prueba se efectuó con un nido reciente y otro más antiguo, por lo que todavía no determina qué función cumplen esas enzimas. La cantidad disponible en cada cámara es de apenas unos miligramos, una limitación que redujo el número de ensayos posibles.

El objetivo es aplicar el mecanismo sin depender de las abejas

El estudio no establece aún cuál de los factores —la composición molecular, la forma de las zonas cristalinas, los microorganismos o las enzimas— tiene mayor peso en la pérdida de material. Por esta razón, los investigadores deberán ampliar las muestras y repetir las pruebas en otros sitios.

Coote señaló que la meta es identificar el mecanismo y trasladarlo a una producción industrial: “El objetivo es poder responder a esa pregunta y luego diseñar algo que podamos fabricar a gran escala”.

El investigador descartó que la solución consista en obtener el material mediante grandes criaderos de abejas. “No veo un futuro en el que tengamos enormes granjas apícolas fabricando todos nuestros productos de plástico”, sostuvo.

La intención es reproducir, si resulta determinante, la separación de los enlaces más débiles dentro de las cadenas. Así, se podría desarrollar un material resistente durante su uso, pero capaz de degradarse en el suelo una vez que deje de ser necesario.