«Мусорная эволюция». Учёные: морские животные стали питаться пластиком
Российские биологи изучили, как перерабатывают этот вид мусора морские ежи, звёзды и гребешки. Но к чему это всё может привести?
Мир тонет в пластике. Загрязнение им стало тотальным. Пластик находят в водах всех океанов, от Северного Ледовитого до берегов Антарктиды, и на любых глубинах. Недавнее исследование учёных из Австралии и Канады показало, что на дне Мирового океана скопилось до 11 млн тонн этого вида мусора. Возможно, его там в сотни раз больше, чем на поверхности.
Между тем, учёные замечают, что морские организмы постепенно приобретают способность разлагать пластик, а некоторые даже питаются им. Может, в этом и есть решение глобальной проблемы — мудрая природа сама найдёт способ справиться с ней? Но, с другой стороны, не опасно ли нам будет употреблять в пищу морских животных, которые станут поедать пластик?
К 2040 году объём загрязнения удвоится
В упомянутом исследовании канадских и австралийских учёных были построены прогностические модели, которые позволили оценить количество и распределение пластика на дне океана. Одна из них основана на данных, полученных с помощью дистанционно управляемых научных аппаратов, другая — с помощью донных тралов, применяемых в рыболовстве.
Модели показали, что на дне океана находится от 3 до 11 млн тонн пластиковых отходов. Глубоководные районы содержат 54% этого мусора, остальное плавает выше (и в основном — рядом с берегом). Таким образом, почти половина пластика находится в водах прибрежных и внутренних морей. Они занимают незначительную площадь Мирового океана, но, очевидно, загрязнены гораздо сильнее.
«Мы знаем, что миллионы тонн пластиковых отходов попадают в океаны каждый год, но мы не знали, сколько из этого загрязнения оказывается на дне, — говорит один из авторов исследования, доктор Дениз Хардести. — В результате мы обнаружили, что дно океана стало местом скопления для большей части пластикового загрязнения».
Учёные предполагают, что к 2040 году объём этого загрязнения удвоится. И это глобальная экологическая проблема. Она усугубляется тем, что под воздействием ветра, волн, света и кислорода крупные фрагменты пластика истираются, образуя мелкие фракции вплоть до микро- и наночастиц. Они практически не поддаются учёту, но представляют, по оценкам исследователей, наибольшую опасность для всего живого.
Эти частички размером 100-200 микрон перемешиваются с планктоном и встраиваются в пищевые цепочки. Сначала они попадают в желудки небольших морских беспозвоночных и рыб, а потом вместе с промысловыми видами, употребляемыми в пищу человеком, оказываются на нашем столе.
«Пластиковые» виды могут вытеснить традиционную фауну
Несколько лет назад учёные обратили внимание, что по всей Земле микробы стали эволюционировать, чтобы питаться пластиком. Плавающие в океанах мусорные острова породили новые экосистемы. Они стали прибежищем для целого ряда организмов — от морских животных до бактерий, которые поедают отходы. Биологи даже предложили использовать новый термин — пластисфера. Он обозначает сообщество организмов, живущих на поверхности пластикового мусора.
Сначала в него входили лишь бактерии и грибы, но постепенно добавились более сложные организмы — крабы, медузы, улитки. Механизмы их размножения и питания приспособлены именно к пластиковой среде.
Учёные говорят, что на наших глазах происходит «мусорная эволюция». С таким явлением они раньше не сталкивались, а его последствия предсказать пока сложно. Не исключено, что вскоре будут разрушены пищевые цепочки, которые в океане складывались тысячелетиями и даже миллионами лет. А возможно, «пластиковые» виды даже вытеснят из морских сообществ традиционную фауну.
Полимеры на закуску
Недавно исследование в этой области провели российские биологи Дальневосточного отделения РАН. Они заинтересовались, как перерабатывают пластик морские ежи, звёзды и гребешки — обитатели морского дна, выполняющие важнейшую роль в экосистемах океанов.
«Суть нашей работы заключалась в поиске морских организмов, способных вырабатывать ферменты, которые, в свою очередь, могут участвовать в биологическом разложении синтетических полимеров, — рассказал aif.ru научный сотрудник лаборатории морской экотоксикологии Тихоокеанского океанологического института ДВО РАН, кандидат биологических наук Андрей Мазур. — Поскольку было известно, что некоторые микроорганизмы обладают способностью разлагать пластик, мы решили проверить, справятся ли с этой задачей ферменты морского гребешка и морского ежа. Эти животные — растительноядные и поэтому способны переваривать клеточные стенки фитопланктона и водорослей, в состав которых входят полимеры природного происхождения: целлюлоза, лигнин, мукополисахариды и др.
Что мы обнаружили? Что под действием пищеварительных ферментов этих животных в структуре синтетического полимера происходят изменения, которые свидетельствуют о его разрушении. В результате пластик становится более хрупким».
Учёные провели эксперименты, которые показали, что под влиянием ферментов трёх морских беспозвоночных (чёрного морского ежа, морской звезды гребешковая патирия и приморского гребешка) полипропилен разлагается быстрее, чем в то время, когда он просто плавает в воде. Результаты позволяют предположить, что эти морские организмы помогут восстановить экологию океанов, которые загадил человек.
«Во всяком случае, есть основание для пересмотра характера взаимоотношений морских беспозвоночных с загрязняющим морскую среду микропластиком. Возможно, точное определение и более подробное изучение свойств ферментов или их комплекса позволит создать промышленный биопрепарат, способный разрушать синтетические полимеры», — объясняет Мазур прикладное значение этого исследования.
Негативное влияние пластика — это факт
Так, может быть, рано или поздно морская биота научится перерабатывать пластиковый мусор в таких масштабах, что проблема загрязнения океана будет решена?
«На этот вопрос ответить очень сложно, так как синтетические полимеры — относительно новый вид загрязняющих соединений. Их масштабное производство началось лишь в 50-х годах прошлого столетия. Для того, чтобы биота смогла научиться самостоятельно перерабатывать пластик, могут потребоваться миллионы лет эволюции», — считает учёный.
Также, по его мнению, пока нет чёткого ответа на вопрос, насколько опасно людям употреблять в пищу животных, поедающих пластик. «То, что морские организмы содержат в себе частицы синтетических полимеров, это факт, — напоминает Мазур. — То, что такие частицы негативно влияют на сами морские организмы, — тоже факт. Появляются исследования, указывающие на негативное воздействие пластика в том числе и на человека.
Но морские беспозвоночные, помимо пластика, способны накапливать огромный спектр загрязняющих веществ — таких, как тяжёлые металлы, пестициды, нефтяные углеводороды. Поэтому говорить об опасности употребления морских организмов только из-за присутствия в них пластика необоснованно».