Пластик, выброшенный в окружающую среду, распадается на все более мелкие фрагменты, называемые микропластиком, если его размеры составляют менее пяти миллиметров. Микропластики широко распространены в окружающей среде и поглощаются животными на всех уровнях пищевой сети: начиная от самых маленьких организмов вплоть до вершинных хищников, включая людей. Так было обнаружено, что от заваривания одного чайного пакетика в организм человека попадает до 15 млрд частиц микропластика.
Пластмассы содержат опасные соединения, такие как бисфенол А (BPA), антипирены и другие известные канцерогены. Пластмассы также могут легко поглощать токсины из окружающей среды, микроэлементы и органические загрязнители, такие как ПХБ (полихлорированные дифенилы обладают высокой токсичностью).
В морской среде очень мелкие животные — протисты, фитопланктон и другие, и они также подвержены пагубному воздействию микропластиков, что представляет собой серьезную проблему для кораллов, которые зависят от симбиотических отношений между различными организмами.
«Коралловые экосистемы очень совместны. Кораллы — это беспозвоночные, которые полагаются на водоросли, которые живут внутри них и фотосинтезируют богатые энергией и питательные вещества. Водоросли, в свою очередь, получают питательные вещества из метаболических отходов кораллов. Это очень взаимная система. Это самые биоразнообразные экосистемы в океане. Они являются чрезвычайно ценным биологическим ресурсом».
Сенджи Лин, профессор морских наук UConn, автор исследования.
Помимо сотрудничества между кораллами и эндосимбионтами, кораллы обеспечивают среду обитания для морских обитателей. К сожалению, эти экосистемы сталкиваются с большими и растущими угрозами, включая глобальное потепление, загрязнение и физическое разрушение в результате деятельности человека.
Лин и его коллеги-исследователи хотели изучить влияние микропластиков на обитателей тропических коралловых рифов. Они изучили конкретные эндосимбионты, называемые Symbiodiniaceae, являющихся наиболее распространенными фотосинтетическими симбионтами в коралловых экосистемах в тропических и субтропических водах. Вид Symbiodiniaceae, на котором они сосредоточены, называется Cladocopium goreaui.
Команда начала с выращивания клеток водорослей и разделила их на группы. Затем некоторые из них подвергались воздействию микропластика. Примерно через неделю в группе, подвергшейся воздействию, наблюдалось значительное уменьшение размера популяции, а также размера клеток, хотя содержание хлорофилла немного увеличилось по сравнению с контрольной группой, последняя из которых может быть связана с эффектом затенения микропластика.
Команда также измерила активность ферментов, связанных с реакцией на стресс и детоксикацией в клетках. Исследователи заметили повышение в компоненте, названном супероксиддисмутазой (SOD), и значительное снижение глутатион-s-трансферазы (GST). Команда также обнаружила, что ключевой фермент в сигнале смерти клетки или апоптоза был повышен. Эти изменения повышают уровень клеточного стресса и снижают способность клетки к детоксикации, что приводит к ухудшению здоровья клеток водорослей, подвергающихся воздействию микропластика.
Исследователи также рассмотрели различия в регуляции генов между группами. Они обнаружили 191 ген, который был дифференциально экспрессирован, включая гены, связанные с иммунной функцией, фотосинтезом и метаболизмом. Данные генной регуляции показали, что микропластик может действовать как стрессор, влиять на усвоение питательных веществ, подавлять действия по детоксикации клеток, влиять на фотосинтез и увеличивать вероятность самоуничтожения клетки.
«Установлено, что появляющиеся загрязнители микропластиков влияют на здоровье кораллов и оказывают непосредственное влияние на эндосимбионт после того, как они подвергаются воздействию микропластиков. Это серьезная потеря, ведь прогнозируется, что к 2050 году мы потеряем до 90% кораллов, если не сделаем ничего, чтобы замедлить потери. Фитопланктон находится у основания морской пищевой цепи, и если он будет затронут, существует вероятность того, что вся пищевая цепь и вся морская экосистема очень сильно пострадает».
Сенджи Лин, профессор морских наук UConn, автор исследования.
Во всем мире коралловые рифы уже сократились почти на 50%. В дальнейшем Лин планирует исследовать влияние микропластиков на фитопланктон — первичных продуцентов в океане, а также продолжать изучать влияние кораллов.
Лин говорит, что, поскольку микропластики сохраняются в окружающей среде очень долго, лучшее, что люди могут сделать прямо сейчас, это минимизировать использование пластика в нашей повседневной жизни. Микропластики не проблема, которая исчезнет в ближайшее время, но сведение к минимуму использования пластика окажет прямое влияние на лучшее сохранение окружающей среды.