Пионеры микропластика
На этой микрофотографии, сделанной с помощью сканирующего электронного микроскопа и дополненной яркими цветами, перед нами предстает микромир кусочка пластмассы, дрейфующего в водах на востоке от побережья Тасмании. Бактерии (розовый цвет) и диатомовые водоросли (зеленый цвет) первыми поселяются на подброшенном людьми пластиковом субстрате.
Сейчас в год производится около 400 миллионов тонн пластика, и, по прогнозам, к 2050 году его производство удвоится. Несколько миллионов тонн пластика ежегодно поступает в Мировой океан. Особое место в ряду пластиковых отходов занимает микропластик — частицы длиной меньше 5 мм. Такой пластик значительно менее эффективно фильтруется очистными сооружениями, чем крупный. Источники микропластика неиссякаемы. Это, например, микрогранулы в составе косметических средств (об их наличии чаще всего говорит приставка poly-; список ингредиентов, содержащих микропластик, можно найти здесь) или синтетические волокна с одежды (например, с таких теплых и уютных флисок). В период пандемии COVID-19 весомым источником микропластика стали одноразовые защитные маски.
Крупные пластиковые предметы под действием различных стихий тоже постепенно превращаются в микропластик. Попадая в водоемы, пластик становится субстратом для водных организмов. Для развивающихся на пластике микроскопических экосистем есть даже специальный термин — «пластисфера».
Среди бактерий первыми пластиковый мусор заселяют штаммы с гидрофобной поверхностью клеток, образующие биопленки. Благодаря высокой гидрофобности пластика такие бактерии легко прикрепляются к нему и образуют более плотные биопленки, чем, например, на песчинках. Биопленки образуются за счет дружного выделения бактериями слизи, защищающей их от внешних воздействий. После формирования таких пленок пластисфера становится доступной для более широкого круга бактерий.
Частицы пластика, поступающие со сточными водами в очистные сооружения, становятся домом для бактерий — патогенов человека. Существуя в тесном контакте, бактерии активно обмениваются генами устойчивости к антибиотикам. При этом некоторые антибактериальные препараты, поступающие в сточные воды, также концентрируются в пластисфере, создавая селективную среду для резистентных штаммов. Путешествуя вместе с крохотным пластиковым мусором, новые устойчивые к антибиотикам штаммы могут попадать туда, где они встретятся с людьми.
Биопленка на поверхности пластика. Фото из статьи E. R. Zettler, T. J. Mincer, L. A. Amaral-Zettler, 2013. Life in the «Plastisphere»: Microbial Communities on Plastic Marine Debris
Из эукариотов наиболее активно заселяют пластик диатомеи — одноклеточные водоросли, покрытые силикатным внешним скелетом. Их можно найти в соленых и пресных водоемах на глубине до 200 метров, а также на поверхности почв. Диатомовые водоросли могут формировать колонии, прикрепляясь друг к другу белковыми тяжами. Панцири диатомовых водорослей — фрустулы (см. Frustule) — имеют сложное строение со множеством пор-воронок (см. картинку дня Панцирь диатомей). Замысловатые конструкции отражают ультрафиолетовые лучи и улавливают подходящие для фотосинтеза длины волн. Механизм прикрепления диатомей к пластику пока не установлен. Известно, что им нужно больше времени для образования колоний на пластике, чем бактериям, и что разные виды диатомей предпочитают разные типы пластмасс.
Диатомовые водоросли (зеленые) и бактерии (пурпурные) на частице микропластика. Фотография сделана с помощью сканирующего электронного микроскопа и раскрашена. Фото © Julia Reisser, Jeremy Shaw с сайта theconversation.com
Пластисфера — сложное сообщество со своими пищевыми цепями и симбиотическими взаимодействиями. Среди ее обитателей встречаются не только одноклеточные организмы: если хорошо поискать, на микропластике можно увидеть крошечных мшанок, членистоногих, червей.
Крошечный морской червь осваивает полиэтиленовые просторы. Фотография сделана с помощью сканирующего электронного микроскопа и раскрашена. Фото © Julia Reisser, Jeremy Shaw с сайта theconversation.com
Поглощаясь водными организмами, микропластик попадает в пищевые цепи. Будучи долгоживущим и подвижным субстратом, пластик может служить распространителем инвазивных видов. Так, например, вместе с пластиком в Бискайский залив на севере Испании добираются инвазивные морские желуди вида Austrominius modestus, естественный ареал которых включает Австралию, Тасманию и Новую Зеландию.
Несмотря на растущие объемы выбросов микропластика в океан, занимаемая им площадь не растет так быстро, как можно было ожидать. Этому способствуют обитатели пластисферы. Эксперименты и наблюдения показывают, что некоторые бактерии способны перерабатывать пластик. Диатомовые водоросли же, нарастая на частицах микропластика, погружают их на дно.
Фото © Julia Reisser, Jeremy Shaw с сайта theconversation.com.
Галина Клинк
-
Спасибо за интересный материал!!! Очень актуальная тема, ведь повсюду пластиковый мусор, куда не посмотришь и в воде и на суше. Единственная надежда наверно в том, что рано или поздно эволюция приведет к появлении эффективных потребителей пластика из числа бактерий, а может и не только их
-
не надо его эффективно потреблять. Некоторые деньги платят, чтобы углерод захоронить, а тут отличный и бесплатный способ - топить на дне в диатомите
-
То, что он тонет в диатомите, конечно, хорошо. Но период захоронения не так чтобы уж совсем мал, так что в пищевые цепочки он успевает включиться, в том числе в морские промысловые виды, хотя таких нынче не так уж и много. Всё больше на фермах выращиваем.
Вообще почти всегда тема звучит применительно к морским экосистемам. Постоянно слышим про острова мусора в океане. Вот и в этой статье всё больше про океан.
Но у микропластика больше опасности на суше, именно там он преимущественно образуется, там его источник, а не в морях. В пресных водоёмах его в итоге больше, чем в океанах. А эти водоёмы намного ближе к людям, чем далекие острова мусора в Тихом океане. Водоочистные сооружения не полностью справляются, в итоге пластик имеется в питьевой воде систем централизованного водоснабжения. Причем в самом опасном размерном классе - 1 нм - 1 мкм. Полную очистку могут гарантировать только системы фильтрации в точках потребления, такие как ультрафильтрафицонные или нанофильтрационные (обратноосмотические) мембраны, но они дороги, и потребителям этот невидимый враг до лампочки, особенно в бедных странах.
И я вообще против смешивания двух довольно разных понятий. Всё, что крупнее 1 мкм - это не микропластик, это просто мусор. Не несет он такой опасности при попадании внутрь, как нанометровые частицы. В итоге все постоянно концентрируются на мусоре (опять же вспоним эти острова мусора в Тихом океане), в то время как говорить нужно в основном о _микро_ пластике.
-
-
Как только "эволюция приведет к появлении эффективных потребителей пластика из числа бактерий", так всей цивилизации наступит конец - изоляция всех проводов и кАбелей, трубы и т.д. - из пластика!
-
Начать следует с того, что "пластик" - это далеко не один вид полимера и фермент, подошедший к переработке одного, будет совершенно бесполезен для другого. Мягкие пакеты сделаны из самого простого - полиэтилена (ПЭ), плотные полужесткие упругие прозрачные контейнеры и крышки - из полипропилена (ПП), жесткие прозрачные - из полистирола (ПС) - это всё чисто углеводородные соединения, которые при разложении выделят только углекислый газ и воду (хотя полистирол ввиду наличия ароматического кольца при неполном сгорании судя по всему может давать неприятные побочки). Бутылки - из полиэтилентерефталата (ПЭТ), а внешние строительные конструкции - из поликарбоната, богатых кислородом и ароматикой. Покрытие проводов, мебельные пленки и т.п. - вообще из поливинилхлорида (ПВХ). И это только самые-самые распространенные виды пластиков и без учёта бесчисленных красителей и прочих наполнителей, которые также могут оказывать вовсе не благотворный эффект как на ферментативную реакцию, так и на сами организмы, оный пластик пытающиеся переработать.
И это всё не говоря о том, что организму кроме одного этого источника пищи ещё необходимо привести его в употребимую фракцию и соблюсти ещё целый ряд условий для жизни (влажность, температура, микроэлементы и т.п.): грибы научились перерабатывать природный полимер лигнин уже около трехсот миллионов лет назад, но до сих пор строительные конструкции из древесины и мебель даже без антисептических пропиток способны служить десятки и даже сотни лет, находясь в надлежащих условиях.
-
-
-
Пусть платят: налог на глупость - нынче одна из главных статей дохода многих стран и компаний.
А повышение концентрации атмосферного CO2 до 1000 ppm только повышает эффективность C3-фотосинтеза (на С4 в этом диапазоне существенно не влияет) и как следствие - эффективность первичной продукции биосферы:
https://nplus1.ru/material/2019/04/19/greening-earth
-
Новые сапиенсы? То есть это будут не наши потомки, а наш вид к тому времени давно вымрет, так?
Их палеонтологи раскопают окаменелости, поймут, какую планету испоганили предшественники и составят о нас своё мнение. Нам станет стыдно (посмертно).-
А им зато гордо и занятно))
Однако, нам будет нечего стыдиться, ибо они -новые сапиенсы - будут нам жутко благодарны!
Ведь вся их жизнь будет держаться на пластике! и они будут говорить о нашей цивилизации как о радостнейшем событии в истории планеты - ведь пластик, да ещё и такую уйму - создали именно мы!
Так же, как мы благодарны за кучу кислорода, подаренную нам прежними жильцами.
Представляете, как кляли и стыдили производителей кислорода те, кому он нафиг не нужен был?) Говорили небось им: " вам сьанет стыдно. посмертно!"))
-
-
Даже с низкомолекулярными фторсодержащими соединениями не так, чтобы просто, а вы хотите шоб сразу полимеры... :)
Фтор слишком реакционноспособный - его нужно активно чем-то улавливать. А это, естейственно, энерго- и ресурсозатраты... Такшта, пока не создастся "искусственный" дефицит остальной нямки, имхо, наврядли начнётся эволюционная генерация чего-то такого, полезного... :з
Последние новости
Скопление микропластика в Средиземном море, образующееся за счет морских течений. Фото с сайта ctvnews.ca