Микропластик нарушает регенерацию и эмбриогенез морских беспозвоночных

Загрязнение водных экосистем микропластиком (частицы пластика менее 5 мм) — одна из острейших экологических проблем, претендующих на звание глобальных. По оценкам специалистов, ежегодно в океан попадает до 10 млн тонн пластиковых отходов, которые со временем превращаются в микропластик. Известно, что постепенное заполнение вод микропластиковыми частицами вызывает не только снижение способности морских систем и биоты к усвоению экосистемой парниковых газов, которое, в свою очередь, может привести к ускорению роста температуры океана, но также оказывает губительное воздействие на гидробионтов.

Команда исследователей с Зоологической станции Антона Дорна (Италия) и из Эксетерского Университета (Великобритания) изучила влияние микропластиковых частиц на эмбриональное развитие и способность к регенерации у 10 видов морских беспозвоночных.

Для исследования эмбрионального развития были отобраны моллюски (Mytilus galloprovincialis), полихеты (Platynereis dumerilii), амфиподы (Parhyale hawaiensis), иглокожие (Paracentrotus lividus, Patiria miniata) и оболочники (Ciona robusta, Oikopleura dioica). Дополнительно авторы работы изучили влияние микропластика на регенерационные способности у кольчатых червей (Owenia fusiformis), планарий (Schmidtea mediterranea) и актиний (Exaiptasia diaphana). Их эмбриогенез также изучили в ходе этой работы. Для всех перечисленных животных исследователи получали развивающееся потомство, а для планарий, аннелид и актиний — регенерирующих особей. Морфогенез и процессы регенерации проходили при различной концентрации (от 1 до 10%) пластиковых микрочастиц двух групп: микропластик из окружающей водной среды, образовавшийся в результате разрушения пластиковых отходов, и пластиковые гранулы («nurdles»), применяющиеся в качестве сырья для промышленного производства пластмассы.

Личинок экспериментальной и контрольной групп на разных стадиях развития фиксировали в параформальдегиде, просматривали препараты под микроскопом, а также изучали живых особей. Процессы регенерации планарий исследовали с помощью иммуногистохимического метода.

Результаты эксперимента показали неодинаковую степень воздействия двух групп микропластика на подопытных животных. Более серьезные негативные последствия на процессы морфогенеза (развитие оболочки, хорды, правильной билатеральной симметрии и т.д.) и регенерации оказало влияние промышленного сырья (оно сказывалось на всех изученных видах), в меньшей степени (4 из 10 видов) эффект наблюдался для микропластика из окружающей среды.

Отклонение в развитии у личинок иглокожих и оболочников наблюдалось уже при концентрации промышленного микропластика в 1%, в то время как у остальных животных отклонения проявлялись при более высоких значениях (5%), вплоть до полной остановки развития и гибели их эмбрионов (10%). Исключение составили личинки O. dioica, видимые нарушения морфогенеза которых наблюдались только при высоких концентрациях (10%) промышленного сырья.

Последствия влияния микропластика на эмбриогенез морских беспозвоночных: ракообразных (P. hawaiensis), оболочников (C. intestinalis) и актиний (E. diaphana).
Credit:
Dr Eva Jimenez-Guri | пресс-релиз

Процессы регенерации также оказались подвержены влиянию (хотя и в меньшей степени) высоких концентраций промышленного микропластика. У некоторых особей O. fusiformis наблюдалась задержка регенерации, а в случае с S. mediterranea — формирование меньшего количества клеток бластемы, из которой образуются ткани восстанавливающегося органа.

Ученые отметили, что столь высокие концентрации (10% и более) двух групп микропластика практически не встречаются в водной среде. Однако исследователи считают, что в эксперименте им удалось показать, какие пагубные последствия может иметь продолжающееся загрязнение вод микропластиком.

Микропластик изменяет микробиоту морских птиц