Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Negatywny wpływ mikroplastików na mikroalgi w środowisku wodnym

Według najnowszych szacunków w oceanach na całej Ziemi znajduje się ponad 4,85 bilionów ton mikroplastiku. Polimery z tworzyw sztucznych ulegają bioakumulacji w ekosystemach ze względu na swoje właściwości, które uniemożliwiają ich rozpad – dużą masę cząsteczkową i wysoki stopień krystaliczności. Długofalowe skutki obecności mikroplasitku w wodzie nie są jeszcze znane. Co prawda w wielu badaniach analizowano jego wpływ na rozwój dużych organizmów wodnych, jednak tylko nieliczne skupiały się na mniejszych, takich jak fitoplankton.

 

Stany zapalne, zwiększenie absorpcji szkodliwych metali, zmiany w nawykach żywieniowych, uszkodzenia narządów wewnętrznych – to jedne z wielu negatywnych skutków, zaobserwowanych w organizmach wodnych, narażonych na działanie mikroplastiku. Najczęściej jest przez nie wchłaniany wraz z pożywieniem, a zatem należy przyjrzeć się również oddziaływaniu mikroplastiku na najmniejsze organizmy, którymi żywią się stworzenia na wyższych poziomach troficznych, a więc fitoplankton, w tym mikroalgi.

Interakcje między mikroplastikiem a mikroalgami

Badania dowiodły, że mikroplastik jest dobrym podłożem do wytworzenia biofilmu, a kluczowym składnikiem kolonizującym są mikroalgi. Zespół organizmów, który jest w taki sposób związany z mikroplastikiem, nazywany jest plastisferą, a jego skład różni się w zależności od rodzaju plastiku. Wiele mikroorganizmów wykorzystuje mikroplastik jako łatwo dostępne podłoże do rozmnażania się, tym samym powodując zagrożenie dla organizmów, dla których są one pożywieniem.

Na adsorpcję mikroalg na powierzchni mikroplastików wpływ ma również wiek cząstek oraz ich chropowatość. Im plastik jest starszy i bardziej chropowaty, tym więcej mikroorganizmów może się na nim osadzić. Starzenie się zwiększa hydrofobowość powierzchni cząstek, a według wielu badań biofilm jest efektywniej wytwarzany na powierzchniach o dużej hydrofobowości. Znaczący wpływ na szybkość tworzenia biofilmu ma także temperatura otoczenia – badania na polipropylenie dowiodły, że im jest ona wyższa, tym szybciej mikroorganizmy się rozmnażają. W odwrotny sposób wpływa zasolenie wody – im jest większe, tym biofilm tworzony jest wolniej i mikoorganizmów jest mniej.

Interakcje pomiędzy mikroalgami a odpadami z tworzyw sztucznych mogą wyraźnie zmienić właściwości tych polimerów, wpływając na ich los w ekosystemach wodnych. Zmianie może ulec zdolność do biodegradacji oraz gęstość danego polimeru, co wpłynie na jego przemieszczanie się w wodzie. W wyniku oddziaływań biofilmu na mikroplastik znacząco zwiększana jest jego zdolność adsorpcyjna, co oznacza, że może on zgromadzić więcej niebezpiecznych substancji na swojej powierzchni. Badania na polietylenie wykazały, że w miarę wzrostu biofilmu mikroplastik zmieniał się w sposób, ułatwiający adsorpcję miedzi i tetracykliny.

Badania potwierdziły, że mikroplastik w niewielkim stopniu wpływa na wzrost mikroalg, jednak bardzo małe cząstki mogą w większym zakresie hamować ich wzrost poprzez adsorpcję na powierzchni komórki alg. Małe cząstki mikroplastiku prowadzą również do większej toksyczności. Według najnowszych badań laboratoryjnych mikroplastik może mieć wpływ na zawartość lipidów i kwasów tłuszczowych w mikroalgach, które są ważnymi składnikami odżywczymi. Badaniu poddano mikroalgi Chlorella sorokiniana, które wyeksponowano na działanie polistyrenu i zauważono zmiany w kwasach tłuszczowych oraz chloroplastach. Wyniki te budzą obawy co do wpływu mikroplastików na produkcję glonów, jednak należy przeprowadzić badania na znacznie większą skalę, aby określić, czy zmiany te są zauważalne w przypadku dużego środowiska wodnego. Wykryte zmiany zawartości lipidów i kwasów tłuszczowych wpływają również negatywnie na jakość mikroalg jako pożywienia i mogą prowadzić do zaburzeń ekosystemu, m.in. wzrostu i rozmnażania organizmów, żywiących się mikroalgami. Mikroplastiki mogą też wywołać zmniejszenie różnorodności fitoplanktonu, co z kolei zmniejszy produktywność ekosystemu, a w konsekwencji – zaburzy różnorodność biologiczną.

Mimo że prowadzonych jest wiele badań, powiązania między ekosystemem a obecnością mikroplastiku nadal nie zostały dokładnie określone. Przytoczone wyżej aspekty są jedynie kilkoma z wielu możliwych oddziaływań. Należy również wziąć pod uwagę różnicę skali – to, co wydaje się istotne na poziomie laboratoryjnym, może mieć niewielkie znaczenie w kontekście całego oceanu, gdzie występuje znacznie więcej czynników, również losowych. Kluczowe dla naukowców będzie zatem określenie wpływu poszczególnych rodzajów mikroplastików na rozwój różnych gatunków mikroalg, zarówno w wodzie słonej, jak i słodkiej.

Źródła

Priya, A., Jalil, A., Dutta, K., Rajendran, S., Vasseghian, Y., Karimi-Maleh, H., & Soto-Moscoso, M. (2022). Algal degradation of microplastic from the environment: Mechanism, challenges, and future prospects. Algal Research (Amsterdam), 67, Algal research (Amsterdam), 2022, Vol.67.

Guzzetti, E., Sureda, A., Tejada, S., & Faggio, C. (2018). Microplastic in Marine Organism: Environmental and Toxicological Effects. Environmental Toxicology and Pharmacology.

Fot.: https://www.pexels.com/photo/green-coral-reef-under-water-668790/

KOMENTARZE
news

<Luty 2023>

pnwtśrczptsbnd
1
2
3
4
5
8
9
11
12
13
15
16
18
19
20
21
25
26
1
3
4
5
Newsletter