Как рыбе зонтик. Ученые объяснили вредную сущность частиц пластика в воде и на суше

Микропластик — мельчайшие частицы, образующиеся при выветривании и фрагментации пластмасс, — представляет собой растущую угрозу для экосистемы и здоровья человека.

Новое лабораторное исследование показывает, что такие угрозы выходят за рамки прямого физического или химического воздействия — присутствие микропластика увеличивает тяжесть важного вирусного заболевания рыб.

Ведущим автором работы, опубликованной в журнале Science of the Total Environment, является доктор Мередит Эванс Сили, которая проводила исследование в рамках своей докторской программы в Виргинском институте морских наук имени Уильяма и Марии. К ней в качестве соавторов присоединились профессора ВИМС Роб Хейл, Эндрю Варго и Вольфганг Фогельбейн, профессор W&M Пэтти Зволло и лаборант ВИМС Гаэлан Верри.

Микропластик и патогенные микроорганизмы встречаются повсюду, — говорит Сили, — но часто они присутствуют в самых высоких концентрациях в густонаселенных водных средах, таких как рыбные фермы. Мы хотели выяснить, может ли микропластик влиять на тяжесть инфекций IHNV в аквакультуре.

IHNV — вирулентный патоген в аквакультуре лососевых, поражающий представителей семейства лососевых, включая радужную форель, стальноголовую форель, чавычу и лосося-сокки.

Команда хотела определить, существует ли «причинно-следственная связь» между микропластиком, вирусом и смертностью рыбы. Таким образом, Сили и коллеги воздействовали на радужную форель в аквариуме низкой, средней и высокой концентрацией трех различных типов микрочастиц, а затем добавили вирус IHN в половину аквариумов. Они выбрали пластик, который широко используется в аквакультуре и часто встречается в природе в виде продуктов распада: пенополистирол (часто используют в поплавках, буйках, теплоизоляции домов и пищевых контейнерах) и нейлоновые волокна (выпадают из рыболовных сетей, лесок и одежды).

Они также подвергали зараженных и здоровых рыб воздействию крошечных фрагментов обычной солончаковой травы Spartina alterniflora. В контрольных аквариумах не было ни вируса, ни микрочастиц.

И что в итоге, спросите вы?

Мы обнаружили, что совместное воздействие микропластика и вируса увеличило тяжесть заболевания, — говорит Сили, — причем наибольшее влияние оказали нейлоновые волокна. Это первый раз, когда такое взаимодействие было задокументировано, и подчеркивает важность тестирования одновременно нескольких стрессовых факторов, что является более реалистичным с экологической точки зрения.

Доктор Роб Хейл, химик-эколог и советник Сили по докторской диссертации в VIMS, согласен с этим.

Наши результаты, — говорит он, — показывают, что мы должны рассматривать токсичность микропластика не только в отдельности, но и в сочетании с другими экологическими стресс-факторами.

Доктор Эндрю Варго, эксперт по экологии инфекционных заболеваний, отмечает, что IHNV — это проблема мирового масштаба.

Он зародился на Тихоокеанском Северо-Западе, где продолжает создавать серьезные проблемы как для аквакультуры лососевых, так и для охраны природы. Наше исследование показывает, что существует взаимосвязь между микропластиком и IHNV. Мы пока не знаем, как эта взаимосвязь проявляется в аквакультуре или дикой природе, что в конечном итоге зависит от количества пластикового загрязнения и IHNV в той или иной местности.

Не все микрочастицы созданы равными

Основываясь на результатах лабораторных исследований, исследователи полагают, что воздействие микрочастиц увеличивает тяжесть заболевания, физически повреждая нежные ткани жабр и кишечника рыб, облегчая тем самым колонизацию организма хозяина вирусом.

Воздействие микропластиков — нейлона и полистирола — было более сильным, чем воздействие природных микрочастиц, полученных из Spartina. Наиболее сильное влияние оказали микроволокна, полученные из нейлона. Исследователи предполагают, что это может быть связано с их большим размером, значительной длиной или большей твердостью пластика по сравнению с растительной массой.

Нейлоновые микроволокна крупнее и могут с большей вероятностью застрять в нежных тканях жабр и кишечника и повредить их, — говорит Сили.

Это может облегчить проникновение вируса в организм хозяина и вызвать у него стресс, что в конечном итоге повысит вирулентность заболевания.

Более масштабные последствия

Работа команды имеет большое значение не только для рыбоводства. «Вопрос нашего исследования очень актуален для аквакультуры, — говорит Сили, — но он применим и к природным средам. Микропластик распространен по всему миру, поэтому в любой момент времени он может сопровождать различные природные патогены».

Болезни и микропластик могут взаимодействовать и приводить к худшим последствиям в различных водных и наземных системах, — отметил Хейл, — включая рыб, кораллы и птиц. Если вы просто испытаете микропластик отдельно, то, возможно, не увидите никакого влияния и на этом все закончится, но в реальном мире этот микропластик может вступать во взаимодействие с патогенами, повышением температуры, снижением pH, увеличением мутности воды и другими переменными.

Сили говорит, что результаты работы команды могут иметь значение и для здоровья человека.

Внутренняя среда помещений насыщена микропластиком, например, в домашней пыли, — заключила она.

Это заставляет нас задуматься о том, как загрязняющие микропластик вещества в помещении могут повлиять на развитие заболеваний, передающихся воздушно-капельным путем, таких как COVID-19.

23.01.2023