Учёные ФИЦ ИнБЮМ выяснили, что морские одноклеточные поглощают микропластик

Сотрудники отдела аквакультуры и морской фармакологии, а также отдела планктона 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»:

https://marine-biology.ru/mbj/article/view/376

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.

ИНФОРМАЦИЯ: 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.