Пластик в океані виявився загрозою для головної фотосинтезуючої бактерії планети

Ціанобактерії, які виробляють близько десяти відсотків усього кисню, вразливі до впливу пластикового забруднення морів. За даними дослідження, опублікованого в журналі, з поліетилену і полівінілхлориду виклацуються речовини, які пригнічують зростання популяцій цих мікроорганізмів, знижують їх продуктивність і порушують процес фотосинтезу.

Як правило, головною загрозою від пластикового сміття для морських мешканців вважається можливість заплутування в ньому або проковтування. Істотно меншу увагу дослідники приділяють хімічним речовинам, які можуть виділятися з пластику при впливі морської води, адже більшість пластикових полімерів вважаються стійкими і хімічно інертними. Насправді, це не зовсім так - для досягнення поліпшених експлуатаційних характеристик, підвищення функціональності та уповільнення старіння до пластику при виробництві додають цілий ряд хімічних сполук. Найчастіше це полімеризаційні розчинники, залишки хімічних каталізаторів, пластифікатори, метали, барвники, антипірени, СФ-стабілізатори, антиоксиданти та антимікробні речовини. Всі ці сполуки можуть вичавлюватися з пластмас і потрапляти в морську воду.

Вчені під керівництвом Саші Тету (Sasha G. Tetu) з Університету Маккуорі в Сіднеї вивчали вплив речовин, що витрощуються з пластику, на ціанобактерії. Ці мікроорганізми відіграють важливу роль у вуглецевому циклі планети, утворюючи 10 відсотків всього кисню, яким дихають живі організми на Землі.

Для дослідження були обрані два штами - MIT9312 (HLII Clade) and NATL2A (LLI Clade), які є репрезентативними екотипами для Світового океану в тропічних і субтропічних широтах. В якості пластикового сміття, що піддає токсичному впливу ці ціанобактерії, були обрані вироби з двох найбільш поширених полімерів - пакети з ПЕНД (поліетилену низького тиску, також званого поліетиленом високої щільності) і матраци з ПВХ (полівінілхлориду).

Виклацання пластмас відбувалося в стерильній морській воді (середовище AMP1), при цьому штами культивували в середовищах з розведенням виложених речовин: 50, 25, 12,5, 6,25 і 3,125 відсотка для поліетилену; 10, 2, 1, 0,5 і 0,25% для ПВХ. Розведення для ПВХ сильніше, так як попередні випробування показали, що його виклацання надає значно більший ефект, ніж виклацання поліетилену при еквівалентних концентраціях. Крім середовищ з розбавленими концентраціями токсичних виділень, поміщали в чисте середовище AMP1 в якості контролю.

Результати дослідження показали, що штам MIT9312 швидше реагував на вплив виклацання ПЕНД і ПВХ, ніж NATL2A: значне (p < 0,01) зменшення популяції MIT9312 спостерігалося через 48 годин для всіх протестованих розведень виклацання ПЕНД і ПВХ порівняно з контролем, тоді як для штаму NATL2A тільки два найбільш концентрованих виклацання ПЕНД і ПВХ значно відрізнялися від контролю через 48 годин (p = 0,0003 і p = 0,00021 для 50-відсоткового і 25-відсоткового розведень ПЕНД, p = 0,0002 і p = 0,0009 для 10-відсоткового і 2-відсоткового розведень ПВХ). Після 72 годин впливу щільність популяцій обох штамів була знижена вже для всіх тестованих рівнів виклацання ПЕНД і ПВХ.

Потрапивши в океан, вироби з поліетилену і полівінілхлориду деякий час будуть плавати на його поверхні, утворюючи сміттєві плями. Важливо ліквідувати макропластик на цьому етапі, поки він не встиг стати мікропластиком і рознестися термохалінними течіями на великі відстані. На щастя, вчені вже запропонували ефективний спосіб автоматичного пошуку таких плям за супутниковими знімками.