Ветвистоусые рачки против микропластика
Насколько серьёзна проблема микропластика и так ли вреден он для обитателей моря — рассказывает Егор Задереев, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Института биофизики Красноярского научного центра СО РАН.
— Егор Сергеевич, почему, по-вашему, тема микропластика сейчас так популярна?
— Для меня это во многом загадка. В целом, в науке есть свои тренды, модные направления. И если посмотреть всю мировую базу статей, в которых упоминается слово зоопланктон, то за последние 10 лет самые цитируемые статьи касаются микропластика.
— Как вы лично считаете, микропластик действительно представляет собой большую опасность или это раздутая проблема?
— Мы второй год работаем над проектом по исследованию реакции ветвистоусых рачков на микропластик. Его главная цель – как раз ответить на этот вопрос. Начнём с того, что пластик бывает разный. Например, плавающий пакет в океане – это одно. Когда этот пакет разрушится до сантиметровых кусочков, порвётся – это другое. Этот же пакет, когда он перешёл на микронный уровень – третье. А есть ещё и нанопластик. Поэтому размерная линейка пластикового мусора очень большая. Очень часто у обывателя, когда он видит в средствах массовой информации слово «микропластик», в голове происходит путаница. Например, сейчас турецкое правительство объявило, что пляжи Анталии находятся под угрозой закрытия из-за загрязнения микропластиком. Но здесь под микропластиком имеется в виду, конечно же, тот пластик, который мы видим глазами, который можно собрать.
— Значит, он не микро?
— Безусловно, нет. Микро – это то, что видно только в микроскоп. Вообще активные исследования влияния микропластика на зоопланктон начались после статьи британских учёных 2013 года. Мы повторили эти эксперименты, опубликовав их результаты в прошлом году. Те исследователи кормили рачков смесью водорослей и микропластика и обнаружили, что в желудке у рачка микропластик присутствует. Как себя чувствует рачок, это уже другой вопрос. Они показали, что он ест микропластик, точнее отфильтровывает, забивает им свой пищевод, а потом благополучно экскретирует в окружающую среду. Пищевод рачка, как и у нас с вами, устроен очень просто. С одной стороны, мы что-то в него закладываем, а с другой стороны из него выходит всё, что не переварилось. По мере прохождения ценные вещества извлекаются и используются для метаболизма. Из микропластика ничего не извлекается, поэтому он просто выводится наружу.
— Но ведь есть организмы, которые перерабатывают микропластик.
— Да, существуют такие бактерии. Потом возникли опасения, и в принципе они обоснованы, что если микропластик приближается к наноразмеру, он может не проходить пищевод насквозь, а каким-то образом попадать внутрь клеток, и это представляет потенциальную опасность. Но это тоже было предположение. Что вообще такое пластик? В упрощенном виде – это просто цепочки атомов углерода. И вот здесь начинается масса методических трудностей, связанных с тем, что микропластик, особенно когда он достигает наноразмеров, очень трудно обнаружить, зафиксировать, посчитать, отделить от чего-то другого.
— Помню, были работы в престижных научных журналах о том, что в мозге человека нашли столовую ложку микропластика.
— Против этой статьи ополчились многие учёные, в том числе и российские. Когда профессиональные химики стали разбираться с методами, которыми проводилось это исследование, выяснилось, что это, скорее всего, естественные природные соединения, цепочки углерода, которые никакого отношения к микропластику не имеют. Это был чистой воды хайп, которого очень много вокруг этой темы.
— А в чём суть вашего проекта?
— Идея такая. Микропластик – это частицы микронного размера, схожие по размеру с объектами фитопланктона, то есть того, чем рачки питаются. В принципе логично, если в среде будет присутствовать микропластик, то рачки будут его фильтровать. С другой стороны, если мы заместим какую-то часть пищевого рациона рачка микропластиком, он будет, наверное, голодать. Но самое интересное, что микропластик не только сам по себе может быть опасен или безопасен. Это частицы, которые попадая в водоём, начинают обрастать, реагировать с веществами, которые присутствуют в воде. Сейчас очень много работ, где пытаются понять, как микропластик взаимодействует с другими токсикантами. Предположим, что на какую-то частицу абсорбировалось какое-то количество токсиканта, и тогда эта частица стала более токсичной, чем вся окружающая среда. Попав в организм, она, соответственно, производит некий вредный эффект.
Егор Задереев, кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Института биофизики Красноярского научного центра СО РАН. Фото Анастасии Тамаровской.
— А микропластик тут при чём?
— Микропластик служит неким транспортёром. Он может либо уменьшать токсичность, либо увеличивать, а может никак не взаимодействовать с токсикантами. Но изначально мы этого не знали, поэтому решили проверить, как на самом деле. На эту тему в мире множество исследований, но ясности нет. Сейчас у нас идёт второй год работ по гранту РНФ (проект 25-24-00163). Изначально мы наметили конкретный план действий. Берём четыре вида наиболее распространённого пластика: поливинилхолорид, полипропилен, полиэтилен и полистирол. Очень часто эксперименты проводят с микропластиком, который синтезирован где-то в лабораториях. Но это чаще всего ровные шарики, хотя в природе пластик, скорее, будет бесформенным. Поэтому мы покупали, например, подложки из полистирола, ломали их, потом мололи в мельнице и помещали в воду на мешалку на две недели, где эти кусочки тёрлись друг об друга и тем самым измельчались, имитируя в ускоренном темпе то, что происходит с пластиком в природе.
— Где вы брали рачков?
— В лаборатории, это наши модельные виды. По сути, это озёрные рачки, стандартные для современной водной экологии. Кроме этих рачков и четырёх видов микропластика мы взяли три распространённых вида токсиканта: тяжёлый металл (в нашем случае это была медь), инсектицид и дизельное топливо. У них разный принцип действия, разная способность связываться с частицами, которые присутствуют в воде.
Фото Анастасии Тамаровской.
Сначала мы провели эксперименты по стандартной линейке: рачок сидит в баночке, туда помещается определённое количество микропластика, и мы смотрим, через какое время рачок умрёт по мере увеличения концентрации токсиканта. Это стандартные токсикологические тесты. Допустим, 10 рачков, которые живут в контроле – чистой воде, 10 рачков в одной концентрации микропластика, 10 – в концентрации чуть выше, и так мы идём до концентрации, при которой рачки начнут умирать.
— Какой оказалась эта концентрация?
— Очень высокой, любому бы стало плохо, в воде уже был туман из микропластика. Для понимания скажу: обнаруживаемые в природе концентрации микропластика – это чаще всего десятки или сотни частиц на литр, редко тысячи. В наших экспериментах действующие концентрации – это сотни тысяч частиц на миллилитр. Если пересчитывать на литр, 100 тысяч нужно умножить ещё на тысячу, это уже сто миллионов частиц. Рачок – фильтратор, и когда микропластика слишком много, он просто не может выполнить свою функцию и погибает.
— Жалко рачков...
— Жалко, хотя действие этического комитета на них не распространяется. Мы их потом отдаём на корм аквариумным рыбкам. Для рыбок это деликатес. Рачки более ценные, чем сухие корма. Рыбки за ними гоняются, лучше себя чувствуют.
— А потом вы стали добавлять токсиканты. Какие результаты?
— Сначала мы посмотрели, какие концентрации токсикантов действуют в чистом виде, без микропластика. Потом стали добавлять микропластик. Оказалось, что ситуация неоднозначная. Есть вещества, у которых токсический эффект в присутствии микропластика снижается, потому что, по всей видимости, микропластик берёт на себя часть токсиканта. А есть токсиканты, при которых этот уровень повышается. Тут важно, при каких условиях этот контакт происходит, длительность контакта, насколько прочно происходит связывание. При этом важно помнить, что мы говорим о концентрациях микропластика, которые на порядки превышают то, что мы находим в природе.
Фото Анастасии Тамаровской.
— Иначе говоря, в природе этой проблемы нет? Или она где-то есть?
— Я считаю, что её нет.
— Но она может появиться? Ведь этих отходов становится всё больше и больше.
— Главная проблема связана не с микропластиком. Черепашка, проглотившая пластиковую пробку и умершая от этого, – это реальность. Когда мы видим огромное количество плавающего макропластика, в котором может запутаться рыба, или моржа, на шее у которого висит сиденье от унитаза, – это всё насущные проблемы сегодняшнего дня. Есть такие истории. Животные задыхаются, травмируются и гибнут. А что касается микропластика, я считаю это раздутой проблемой. Мы смотрим его концентрацию в наших сибирских озёрах, это тоже часть проекта, берём пробы. Что происходит с микропластиком, когда его съедает зоопланктон? Он попадает в пищевод, превращается в пищевой комок, и этот комок экскретируется, образуются пеллеты и они оседают на дно. То есть, микропластик отфильтровывается зоопланктоном, который тем самым ускоряет его захоронение на дне.
Поток пеллет ещё называют морским снегом. Если мы погрузимся в океан на глубину 2 или 3 километра, то там всё время идёт снегопад – постоянно падающие хлопья мертвой органики. И микропластик там под ними захоранивается. Мы сейчас из бывших захоронений планктона строим дома, добываем известняк и превращаем его в цемент. А когда-то это было океанское дно, которое сейчас поднялось на поверхность.
— Может быть, пройдёт какое-то время, и мы научимся строить из этого захороненного пластика дома?
— Вполне возможно. Поэтому, на мой взгляд, главная проблема – это макропластик, то есть мусор, который люди бросают в природу. Не будет макропластика – не будет и микропластика, потому что нечему будет разрушаться. Думаю, микропластик – это последнее, чего нам, особенно жителям городов с высоким уровнем загрязнения воздуха, следует опасаться. Есть более важные и более существенные проблемы, в том числе с качеством окружающей среды, на которые стоило бы обратить внимание.
Выражаем благодарность проектному офису «Десятилетие науки и технологий» АНО «Национальные приоритеты» за помощь в организации интервью.
