Пластик губит морские бактерии, производящие кислород

Учёные по всему миру уже не первый год говорят об угрозах, связанных с загрязнением океана пластиковыми отходами. Масштаб экологической катастрофы, к которой может привести это загрязнение, эксперты считают чудовищным.

Сегодня частицы пластика находят в организмах рыб, моллюсков, обитателей самых глубоководных районов океана, а также морских птиц и людей. Тем временем комары и другие насекомые, чей жизненный цикл протекает как в воде, так и на суше, "транспортируют" токсичные частицы в незагрязнённую "сухопутную" среду.

Но это далеко не весь список жертв загрязнения. В ходе новой работы учёные из Университета Маккуори в Австралии выяснили, что токсичные отходы наносят ущерб цианобактериям, обитающим в океане. Эти микроорганизмы в процессе фотосинтеза выделяют кислород.

"Мы обнаружили, что воздействие химических веществ, которые выщелачиваются из пластикового мусора, мешает росту, фотосинтезу и выработке кислорода бактерий Prochlorococcus", – говорит ведущий автор нового исследования Саша Тету (Sasha Tetu).

Отмечается, что прохлорококк является самым распространённым фотосинтезирующим организмом на Земле: глобальная популяция составляет около трёх октиллионов (1027) особей.

"Эти крошечные микроорганизмы имеют решающее значение для морской пищевой цепи, способствуют круговороту углерода. На их долю приходится до 10% от общего мирового производства кислорода. Каждый десятый вдох кислорода вы делаете благодаря им", – уточняет соавтор работы Лиза Мур (Lisa Moore).

Её команда провела первое в своём роде исследование, чтобы изучить влияние химических веществ, вымываемых из пластика в океане, на жизнедеятельность цианобактерий.

В лабораторных условиях специалисты подвергли два штамма Prochlorococcus, обнаруженных на разных глубинах в океане, воздействию химических веществ, выщелоченных их двух распространённых типов пластиковых отходов. Первый – полиэтилен высокой плотности, из которого изготавливают знакомые всем пакеты; второй – поливинилхлорид (ПВХ), он служит для изготовления различных покрытий (например, линолеума и грязезащитных ковриков).

Сперва пластиковые отходы на пять дней поместили в морскую воду, а затем выщелоченные соединения составили компанию цианобактериям.

Наблюдения специалистов показали, что воздействие химических веществ уже спустя 24 часа нарушило рост и функционирование прохлорококков. Речь идёт в том числе о снижении количества производимого кислорода и об изменениях в экспрессии большого числа генов.

Наиболее губительным для бактерий учёные признали поливинилхлорид: его воздействие полностью остановило производство кислорода одним из штаммов Prochlorococcus спустя сутки после начала эксперимента. Такой эффект объясняется присутствием пластификаторов (веществ, придающих полимерам эластичность) и других "агрессивных" соединений.

При этом предыдущие работы показали, что некоторые добавки в составе ПВХ высвобождаются после его попадания в море через год и более. А значит, "побочный эффект" загрязнений может быть очень длительным.

В дальнейшем научная группа намерена провести дополнительные эксперименты, чтобы выявить уровень негативного воздействия на бактерии, обитающие в естественной морской среде.

Кроме того, учёные хотят узнать, как загрязнение сказывается на других микроорганизмах, которые являются ключевыми в своих экосистемах.

Авторы надеются, что подобные работы помогут оценить истинный масштаб современных экологических изменений и найти способы если не устранить полностью, то хотя бы смягчить их последствия.

Научная статья по итогам этого исследования представлена в издании Communications Biology.