Vandens druskingumas sumažina kenksmingų bakterijų, patekusių ant mikroplastiko iš gėlavandens į jūrą, riziką

617 numeris: Devyniose Europos upėse esančių mikroplastiko bakterijų tyrimas rodo, kad druskingumas veikia kaip barjeras, stabdantis pavojingus patogenus, keliaujančius dideliais atstumais su plastiko šiukšlėmis. 

Mikroplastikas kelia vis didesnį susirūpinimą visame pasaulyje, todėl atliekama daug tyrimų, skirtų jo pernašai aplinkoje ir galimam poveikiui ekosistemoms bei žmonių sveikatai. Vienas iš plastiko atliekų aspektų, galinčių turėti įtakos sveikatai, yra bioplėvelės – mikroorganizmų sluoksnis, kuris kaupiasi jų paviršiuje. Patekęs į vandens telkinius, plastikas gali būti pernešamas dideliais atstumais, kartu pasiimdamas ir savo „plastisferos“ mikrobų bendruomenę.  

Nepaisant tokių abejonių, vis dar yra tyrimų spragų, susijusių su tuo, kaip ši mikrobų bendruomenė keičiasi veikiant aplinkos veiksniams, jai judant iš gėlo vandens į jūrą, ir kiek patogenai, potencialiai kenksmingi žmonių ir gyvūnų sveikatai, apsigyvena ant vandenyje esančio plastiko.  

Prancūzų tyrėjai leidosi į septynių mėnesių misiją laivu, plaukdami devyniomis pagrindinėmis Europos upėmis, įskaitant Seną ir Reiną, nuo jūros iki taško prieš srovę nuo pirmojo tankiai apgyvendinto miesto prie kiekvienos upės. Jie ėmė vandens mėginius keturiuose ar penkiuose taškuose išilgai upių druskingumo gradiento, o vėliau – papildomus mėginius, kad išanalizuotų maistines medžiagas, kietąsias daleles ir bakterijų įvairovę. Jie taip pat surinko mikroplastiką naudodami specialų tinklinį tralą ir analizuodami jį, kad nustatytų plastisferoje esančias rūšis, jų virulentiškumą ir gebėjimą sudaryti bioplėveles.  

Siekdama ištirti mikroplastiko bakterijų kolonizaciją tuose pačiuose vandenyse, mėnesį prieš laivo atvykimą sausumoje dirbanti grupė į pritvirtintas cilindrines narvelių konstrukcijas įdėjo gryno polietileno, polioksimetileno ir nailono tinklelio, kurį laive buvę mokslininkai surinko po mėnesio.  

Tyrimo metu komanda išskyrė visus mikroplastikus, naudodama alkoholį ir liepsna sterilizuotas žnyples, o tada nedelsdama užšaldė juos skystame azote iki DNR ekstrakcijos, kad išvengtų užteršimo rizikos. Jie atliko visų paimtų bakterijų DNR sekos nustatymą ir infraraudonųjų spindulių spektrometru išanalizavo išskirtų išrūšiuotų mikroplastikų sudėtį. Jie atskirai tyrė bakterijų bendrijas kiekvienoje upėje, ypatingą dėmesį skirdami potencialiai kenksmingų rūšių, tokių kaip tos, kurios gali sukelti toksišką dumblių žydėjimą, žmonių ligas ir grybelius, kolonizacijai.  

Remdamiesi savo analizėmis, mokslininkai nustatė, kad bakterijų bendruomenės ant mikroplastiko labai skyrėsi, palyginti su laisvai gyvenančiomis bakterijomis ir tomis, kurios prisitvirtinusios prie organinių dalelių aplinkiniuose vandenyse.  

Svarbu tai, kad jų duomenys taip pat atskleidė skirtingas mikroplastiko bendrijas gėlame vandenyje ir jūroje, o estuarijose šios bendrijos skyrėsi. Jūrų mikroplastiko bakterijų bendrijos buvo gerokai mažesnės, vienodesnės ir įvairesnės nei upių mikroplastiko. Jie nustatė galimas patogenų gentis. Aeromonas, Acidovorax, Arcobacter bei prevotella gėlavandeniuose mėginiuose, bet ne jūroje; tuo tarpu Vibrio¹ buvo dominuojantis patogenas jūroje. Jie nerado jokio patogeno perdavimo tarp šių dviejų.  

Šie įrodymai pabrėžė tai, ką mokslininkai apibūdino kaip „stiprų atrankos spaudimą tarp gėlavandenių ir jūrinių aplinkų“, kuris riboja mikroorganizmų plitimą iš gėlavandenių į jūrą kaip plastisferos dalį.  

Patogeną registruojanti komanda pabrėžė galimą bakterijų keliamą mikroplastiku keliamą riziką. Shewanella putrefaciens pirmą kartą apie mikroplastikus, išskirtinai upės vandenyje. Nors ir retai, S. putrefėjų gali užkrėsti žmones, sukeldamas žarnyno, odos ir minkštųjų audinių ligas. Tačiau tyrime nustatytas druskingumo barjeras rodo, kad tokių patogenų patekimo iš upių į jūrą tikimybė yra maža.  

Tyrime naudoti metodai padėjo išgauti mikroplastikus, kurių paprastai būtų galima rasti vandens telkiniuose. Polietilenas buvo dominuojantis komponentas, sudarantis 45 % rastų medžiagų, o antras pagal dydį – polipropilenas (12 %). Tyrėjai nustatė, kad polimerų cheminė sudėtis reikšmingai nepaveikė plastiferos bendrijos, nors ankstesni darbai parodė ryšį tarp šių medžiagų ir mikroplastiko.²Tyrėjai teigė, kad tai gali būti dėl to, jog tyrimuose nagrinėjama ilgalaikė kolonizacija, o ne tiesioginis mėginių ėmimas iš aplinkos.  

Mikroplastiko, kaip papildomos buveinės ir patogenų perdavimo vektoriaus, problema yra svarbi pasaulinė problema. Europos Sąjunga kovoja su plastiko ir mikroplastiko tarša įvairiose aplinkosaugos, cheminės ir sektorių politikos srityse, įskaitant cheminių medžiagų registracijos, įvertinimo, autorizacijos ir apribojimų (REACH) reglamentą dėl sintetinių polimerų mikrodalelių, Jūrų strategijos pagrindų direktyva ir Vandens pagrindų direktyvaPastarosios jurisdikcija paviršiniuose vandenyse, tiek vidaus, tiek pereinamosiose zonose, reiškia, kad naujas darbas suteikia aktualių žinių apie bioplėveles ir jų galimą riziką. 

Tyrimas užpildo žinių spragas iki šiol ribotuose ir fragmentiškuose tyrimuose apie mikrobų bendrijas ant mikroplastiko, atsižvelgiant į įvairias erdvines vietas. Papildomi tyrimai, kuriuose nagrinėjamos ne tik bakterijos, bet ir tokios grupės kaip virusai ir vienaląsčiai organizmai, taip pat potvynių ir atoslūgių sukeltų pokyčių tyrimai padėtų geriau informuoti apie būsimą politiką, susijusią su plastiko tarša, vandens kokybe ir sveikata.  

pastabos 

1. Šiai sūriam vandeniui atspariai genčiai priklauso rūšis Vibrio cholerae – kuri sukelia cholerą – ir V. parahaemolyticus – kurie gali sukelti gastroenteritą. 

2. Pavyzdžiui: Pinto M., Langer TM., Hüffer T., Hofmann T., Herndl G. J. (2019) Su plastikinėmis bioplėvelėmis susijusių bakterijų bendrijų sudėtis skiriasi tarp skirtingų polimerų ir bioplėvelės sukcesijos etapų. PLoS ONE 14(6): e0217165. 

Pasidalinkite šiuo straipsniu: