Где начало пищевой цепи: ученые узнали, едят ли микропластик морские одноклеточные
В морской среде от 80 до 85 % пластикового мусора. Попав в воду, он со временем распадается на более мелкие фрагменты — «микропластик», размер частиц которого не превышает 5 мм. Многие планктонные организмы распознают его как еду. Ученые поставили задачу определить, способен ли одноклеточный организм, гетеротрофная динофлагеллята Oxyrrhis marina (окзизирис), отличать частицы микропластика от своей обычной пищи — клеток микроводорослей Isochrysis galbana.
С каждым годом накапливается все больше данных по потреблению пластика различными морскими организмами, однако роль в подобных процессах одноклеточных организмов, являющихся базовым звеном пищевой цепи, пока мало изучена. Сотрудники отдела аквакультуры и морской фармакологии, а также отдела планктона подведомственного Минобрнауки России Института биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН (ФИЦ ИнБЮМ) решили сконцентрировать внимание на этой проблеме и провели ряд экспериментов.
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 уровни, включая человека.
Выбор окзириса в качестве объекта исследования не случаен. Он яркий представитель микропланктона прибрежной зоны, наиболее подверженной загрязнению (в том числе — микропластиком), и может служить модельным организмом для изучения закономерностей потребления пластика одноклеточными. Известно, что окзизирис 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, размеры которых соответствовали микроводорослям) 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. 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, возможно, таковое могло бы проявиться при более длительном наблюдении», — отмечает первый автор статьи, научный сотрудник отдела аквакультуры и морской фармакологии ФИЦ ИнБЮМ, кандидат биологических наук Татьяна Рауэн.
В итоге ученые пришли к выводу, что пластик способен включаться в трофические процессы уже на самых низших уровнях пищевой цепи морей и океанов.
В настоящий момент, сотрудники ФИЦ ИнБЮМ продолжают исследовать закономерности потребления пластика микроорганизмами и его влияние на их физиологическое состояние, и в частности подвижность — скорость и траекторию движения.
Результаты исследований отражены в статье «Потребление частиц микропластика гетеротрофной динофлагеллятой Oxyrrhis marina», опубликованной в «Морском биологическом журнале».
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)