Сотрудники отдела аквакультуры и морской фармакологии, а также отдела планктона Федерального исследовательского центра «Институт биологии южных морей имени А.О. Ковалевского РАН» (ФИЦ ИнБЮМ) провели ряд интересных экспериментов. Учёные решили проверить, способен ли одноклеточный организм – гетеротрофная динофлагеллята Oxyrrhis marina, отличать микропластиковые частицы от своей обычной пищи – клеток микроводорослей Isochrysis galbana.

Выбор окзириса в качестве объекта исследования не был случаен. Он является ярким представителем микропланктона прибрежной зоны, наиболее подверженной загрязнению (в том числе – микропластиком), и может служить модельным организмом для изучения закономерностей потребления пластика одноклеточными. Известно, что окзирис обладает размерно-избирательной селективностью питания, т. е. он «умеет» отличать жертвы по размеру. А вот его способность различать пищевые объекты, как говорится, «на вкус» – под большим вопросом.

«Суть эксперимента заключалась в том, что окзирису в качестве корма были предложены три варианта диеты: только микроводоросли I. galbana, только микропластик (флуоресцентные полистирольные микросферы, которые по размерам похожи на микроводоросли) и, наконец, их смесь. Оказалось, что O. marina с «удовольствием» поедает микропластик даже в присутствии «привычного» для него корма – микроводорослей. Под микроскопом в пищеварительных вакуолях некоторых клеток окзириса можно было рассмотреть до 5–6 ярко флуоресцирующих микросфер (Рис. в, г, д, ж). Еще более удивительным было то, что спустя два часа безуспешного «переваривания» пластиковых частиц окзирис выводил их в среду, после чего мог потреблять их повторно, вновь и вновь, что указывало на отсутствие трофической адаптации. Негативного влияния потребления микросфер на окзирис в данном эксперименте отмечено не было, хотя таковое могло бы проявиться при более длительном наблюдении», – отмечает первые автор статьи, научный сотрудник отдела аквакультуры и морской фармакологии ФИЦ ИнБЮМ, к.б.н. Татьяна Рауэн.

Клетки динофлагелляты O. marina с одной (А, Б) и несколькими (В, Г, Д, Ж) микросферами в пищеварительных вакуолях в светлом поле (А, Г) и эпифлуоресцентном режиме (Б, В, Д, Ж).

Полученные данные позволяют представить себе масштабы проблемы и осознать её актуальность: пластик способен включаться в трофические процессы уже на самых низших ступенях пищевой пирамиды морей и океанов!

Результаты исследований научный сотрудников Института биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН отражены в статье «Потребление частиц микропластика гетеротрофной динофлагеллятой Oxyrrhis marina», опубликованной в «Морском биологическом журнале»: Рауэн Т. В., Муханов В. С., Аганесова Л. О. Потребление частиц микропластика гетеротрофной динофлагеллятой Oxyrrhis marina // Морской биологический журнал. 2023. Т. 8, № 1. С. 64-75. https://doi.org/10.21072/mbj.2023.08.1.06 [SCOPUS 0.189/Q4][РИНЦ 0.585].

В настоящий момент, учёные ФИЦ ИнБЮМ продолжают исследовать закономерности потребления пластика микроорганизмами и его влияние на их физиологическое состояние и даже подвижность – скорость и траекторию движения. Работы в этом направлении являются новаторскими и очень важными, поскольку нарушение вертикальных и горизонтальных миграций микроорганизмов планктона во время поиска пищи может повлечь за собой серьёзные экологические последствия.

Проблема пластикового загрязнения с каждым годом становится всё острее. Особенно это касается морской среды, где от 80 до 85 % мусора имеют полимерное происхождение. Пластик, попавший в водную среду, со временем распадается на более мелкие фрагменты – «микропластик», размер частиц которого не превышает 5 мм. Несмотря на малые размеры, микропластик крайне опасен для морских экосистем. Обладая нейтральной или положительной плавучестью, а также размерами, сопоставимыми с фитопланктоном, пластиковые микрочастицы включаются в морские пищевые сети. Другими словами, многие планктонные организмы распознают их как еду.

Потребление пластика имеет множество негативных последствий для морских животных: эффект ложного насыщения, блокировка пищеварительной системы, нарушение моторики, процессов размножения и др.

Кроме того, пластик обладает способностью адсорбировать из водной среды различные токсические вещества, которые накапливаются в потребляющих его организмах, а затем передаются по пищевой цепи на более высокие трофические уровни, включая человека. Именно поэтому в последние десятилетия эта проблема крайне актуальна и находится в фокусе внимания мирового научного сообщества.

Источник: ФИЦ ИнБЮМ.