Бактериальные пленки послужат «годовыми кольцами» для пластикового мусора
Пластиковое загрязнение воды стало проблемой мирового масштаба: как крупные, так и невидимые глазу частицы оказываются не только в густонаселенных регионах, но даже посреди океана и за полярным кругом вдали от городов. Если нынешние темпы потребления пластика сохранятся, то к 2050 году будет произведено 33 миллиарда тонн этого материала — и значительная его часть рано или поздно окажется в окружающей среде.
Пластиковый мусор опасен тем, что активно включается в пищевые цепочки, поскольку для животных может быть похож на еду, например рачков и медуз. Далее он попадает и в организм человека. Кроме того, на пластиковых частицах формируются биопленки — сообщества микроорганизмов, окруженных матриксом, среди которых могут оказаться и патогены; также на них накапливаются токсичные соединения.
В Черном море «пластиковая» проблема стоит особенно остро: сток рек в ряде промышленно развитых стран, медленное восполнение воды, ограниченное вертикальное перемешивание и интенсивная поверхностная циркуляция в сочетании с растущей урбанизацией, рекреационной нагрузкой, рыбопромысловыми зонами и свалками усугубляют ситуацию. Исследователи из Института биологии южных морей имени А. О. Ковалевского РАН и Морского гидрофизического института РАН вместе с катарскими коллегами решили выяснить, чем отличаются биопленки на поверхности частиц полиэтилентерефталатного пластика на разной глубине и в разные времена года. Авторы изучали под микроскопом прозрачные фрагменты и замеряли количество и размер биопленок на них. Также они оценили видовой состав обитателей обрастаний.
Результаты исследований показали, что скорость обрастания пластикового мусора в поверхностном слое воды была ниже, чем в средней и придонной толще воды, что может быть связано с повреждающим действием турбулентного перемешивания. Наиболее высокие темпы биообрастания и разнообразие сообщества наблюдались в летний период — наиболее благоприятный для роста и развития микроорганизмов.
В ходе работы авторы разработали подход, позволяющий определить «возраст» пластикового мусора, — так можно, например, выяснить, что повлияло на увеличение загрязнения (открытие или закрытие каналов, заводов и прочее). Поскольку скорость роста биопленки сильно отличается летом и зимой, использовать ее размер не удалось. В качестве альтернативы ученые предложили рассматривать колонии зеленой водоросли Phycopeltis, одной из первых населяющей мусор. Этот микроорганизм адаптирован к разнообразным условиям среды, и на разных стадиях его биопленки имеют отличный внешний вид. Так можно хотя бы примерно предположить, когда частицы пластика оказались в воде.
Имея данные о времени пребывания фрагментов пластика в морской среде, можно судить о путях и масштабах их миграции в морских акваториях, что, безусловно, имеет большое практическое значение. Однако авторы отмечают, что еще предстоит понять, как на рост возможного кандидата в биоиндикаторы влияют его соседи по биопленке.