Нанопластик вызвал нарушения у микроводорослей и рачков

Специалисты биологического факультета МГУ изучили влияние мельчайших частиц пластика на рачка дафнию (Daphnia magna) и зеленую водоросль сценедесмус (Scenedesmus quadricauda).

Уникальность работы связана с размерной категорией исследуемого токсического агента: к нанопластику относят частицы размером 0,1 мкм и менее. Известно, что они легко проходят механические и биологические барьеры и активно распространяются в окружающей среде. В то же время биологические эффекты этого вездесущего загрязнителя практически не изучены из-за методологических сложностей работы с частицами столь малых размеров, отметили в МГУ.

Как сообщили Fishnews в пресс-службе университета, проведенное исследование поможет установить критические концентрации наночастиц полистирола в водной среде, потенциально способные причинить вред живым организмам. Результаты опубликованы в журнале «Экологические системы и приборы».

Работа велась в рамках междисциплинарной научно-образовательной школы МГУ «Будущее планеты и глобальный изменения окружающей среды», проект «Пластиковое загрязнение и его судьба в водных экосистемах».

«Со временем крупные пластиковые отходы, находящиеся в контакте с окружающей средой, разрушаются и крошатся, распадаясь на микро- и наночастицы, которые легко проникают в организмы живых существ, влияя на их состояние. Мы изучали влияние наночастиц полистирола — одного из самых распространенных видов пластика — на водных обитателей, относящихся к разным уровням трофической цепи: на рачка дафнию и на зеленую водоросль сценедесмус», — рассказала аспирант кафедры общей экологии и гидробиологии биологического факультета МГУ Анна Лазарева.

В минеральную среду с экспериментальными культурами микроводорослей добавляли эмульсию наночастиц полистирола размером 0,1 мкм определенной концентрации. Затем изменения жизненных показателей тестируемых организмов сравнивали с показателями контрольной группы, которая содержалась в среде без добавления пластика и состояние которой рассматривалось как «норма».

Для дафний изучали изменения плодовитости, линейных размеров тела и выживаемости. Для водорослей — изменение численности и размеров клеток, эффективность фотосинтеза, долю живых клеток в популяции и количество клеток в их естественных агрегатах — ценобиях.

«На выживаемость дафний наночастицы пластика практически не влияли, однако с увеличением концентрации полистирола уменьшались размеры тела рачков и происходило заметное снижение их плодовитости. Это свидетельствует о негативном влиянии наночастиц полистирола на эмбриональные стадии развития дафний. Учеными было также установлено, что только первое поколение потомства дафний, подверженных воздействию нанопластика, имело серьезные морфологические нарушения, т.е. пороки развития, не позволяющие новорожденным дафниям выжить и превратиться в половозрелую особь», — отметили в пресс-службе.

У последующих поколений дафний пороки развития исчезали. Это может быть связано с действием системы репарации, которая присутствует в живых организмах и может частично устранять негативные последствия воздействия нанопластика, обратили внимание в МГУ.

Для микроводорослей рассматриваемые показатели их жизнедеятельности менялись мозаично: увеличение концентрации в среде наночастиц полистирола могло повлечь за собой ухудшение состояния этого тест-объекта по одному из анализируемых показателей и отсутствие такового по другим. Такие общебиологические показатели, как численность клеток и доля живых клеток в популяции, а также структурные показатели — размер клеток и их количество в ценобии, — менялись асинхронно как между собой, так и с отдельными физиологическими показателями, в данном случае — с эффективностью фотосинтеза.

«Из полученных нами данных следует, что повышение количества наночастиц пластика в окружающей среде способно вызывать многие нарушения в функционировании водных организмов разных трофических уровней, а именно — первичных и вторичных продуцентов, т.е. микроводорослей и дафний. В нашем случае первичным продуцентом является зеленая микроводоросль сценедесмус, которая служит начальным звеном в пищевой цепочке пресноводных экосистем и, кроме того, отвечает за продукцию в них кислорода. Поэтому ухудшение состояния популяций этой и других водорослей способно повлечь за собой серьезные последствия для судьбы водных экосистем в целом», — подчеркнула доцент, старший научный сотрудник кафедры общей экологии и гидробиологии биологического факультета МГУ Валентина Ипатова.

В дальнейшем исследователи планируют изучить влияние других типов частиц нанопластика на водных обитателей. А также провести серию экспериментов, которые позволят количественно оценить накопление и распределение наночастиц пластика в различных тканях исследуемых организмов.

Больше новостей читайте в телеграм-канале Fishnews.

Fishnews