Ученые выяснили, что различные морские животные могут поглощать частицы вируса при фильтрации морской воды для получения кислорода и пищи — особенно в этом эффективны губки. Подробности исследования приводит морской биолог Дженнифер Уэлш из Нидерландского университета морских исследований в публикации на Nature Scientific Reports.
«Когда вирус заражает клетку, — отмечает Уэлш, — он использует своего хозяина для создания новых вирусов. После того, как они высвобождаются, они могут, в свою очередь, заразить гораздо больше новых клеток». Однако он обнаружил, что многие частицы вируса в конечном счете оказываются в теле морских животных, для которых они служат пищей.
Японская устрица, например, фильтрует морскую воду для извлечения кислорода или таких продуктов питания, как водоросли и бактерии. При этом она проглатывает и частицы вируса. Например, в ходе эксперимента устрицам не давали пищу и они фильтровали воду для поглощения кислорода. Так они удалили из воды 12% вирусов.
Из всех организмов, которые тестировали ученые, губки, крабы и сердцевидки фильтровали вирусы лучше всего. Морские губки же сократили присутствие вирусов на 94% в течение трех часов. Исследователи помещали в воду разные типы вирусов, но эффективность губок при этом не снижалась.
The Guardian (Великобритания): микроорганизм, который питается токсичным пластиком
Ученые выявили на свалке для пластика бактерию, способную разлагать полиуретан. Это может стать шагом к масштабной переработке пластиковых отходов, которые сейчас трудно подвергать утилизации. Впрочем, по словам специалистов, промышленное использование бактерии станет возможно еще не скоро.
Эта бактерия способна разлагать полиуретан, который широко используется, но редко перерабатывается.
Ученые обнаружили бактерию, питающуюся токсичным пластиком. Она не только разлагает его, но и использует в пищу.
Ее нашли на мусорной свалке, куда свозят пластик. Это первая бактерия, разлагающая полиуретан. Каждый год производятся миллионы тонн пластика, который используется для производства спортивной обуви, подгузников, кухонных губок и пенной изоляции. Но в основном его не утилизируют, а отправляют на свалку, потому что перерабатывать пластик очень сложно.
При разложении пластика образуются токсичные и канцерогенные вещества, убивающие большинство бактерий, однако обнаруженный недавно штамм стоек к такому воздействию. Ученые установили тип микроорганизма и некоторые его ключевые характеристики, однако им предстоит еще проделать большую работу, прежде чем при помощи этой бактерии можно будет перерабатывать в больших количествах пластиковые отходы.
«Это открытие стало важным шагом, позволяющим утилизировать полиуретановые продукты, плохо поддающиеся переработке», — сказал член исследовательской группы Герман Хайпипер (Hermann Heipieper) из германского Центра экологических исследований Общества Гельмгольца. По его словам, может пройти лет 10, прежде чем удастся использовать эту бактерию в промышленных масштабах, и за это время крайне важно уменьшить применение пластика, который с трудом поддается переработке, а также сократить количество пластика в окружающей среде.
С 1950-х годов в мире произведено более восьми миллиардов тонн пластика, и большая его часть сегодня загрязняет сушу и мировые океаны, а также закапывается на свалках. Ученые говорят, что пластик может навсегда отравить естественную природную среду.
Данные исследования опубликованы в журнале Frontiers in Microbiology. В ходе его проведения ученые идентифицировали новый штамм бактерии синегнойная палочка (Pseudomonas). Этот вид бактерий способен выживать в крайне неблагоприятных условиях высоких температур и кислотной среды.
Ученые в лаборатории кормили ее ключевыми химическими компонентами полиуретана. «Мы обнаружили, что бактерия использует эти вещества в качестве единственного источника углерода, азота и энергии», — сказал Хайпипер.
Раньше для разложения полиуретана использовали разные виды грибка, однако в промышленности бактерию применять намного легче. Хайпипер сказал, что на следующем этапе ученые постараются выявить гены производимых бактерией ферментов, которые разлагают полиуретан.
Ученые рассказали, что в 2018 году они случайно создали мутантный фермент, который разлагает пластиковые бутылки из терефталата. Это дало возможность впервые заняться переработкой таких емкостей. Эту новую работу высоко оценил профессор Джон Макгихан (John McGeehan), работающий в Англии директором Центра инноваций ферментов при Портсмутском университете
«Разложение определенных полиуретанов может привести к выделению токсичных веществ, обращаться с которыми надо очень осторожно. Эта исследовательская группа обнаружила штамм, способный справиться с некоторыми из этих веществ, — сказал он. — Предстоит еще много работы, но это замечательное и необходимое исследование, показывающее, что надо обращаться к природе в поисках ценных биокатализаторов. Понимание и освоение таких естественных процессов откроет двери для новаторского решения проблем утилизации и переработки».
Хайпипер сказал: «Когда в окружающей среде огромное количество пластика, это означает, что будет много углерода, и что он в процессе эволюции будет использоваться в пищу. Бактерии присутствуют в огромных количествах, и они очень быстро эволюционируют».
«Но это ни в коем случае не означает, что работа микробиологов полностью решит проблему, — продолжил он. — Главное — не выбрасывать пластик и не загрязнять им окружающую среду».
Проведенные ранее исследования также показали, что разлагать пластик ПЭТ могут некоторые грибки, а личинки огневки (восковой моли), используемой для прикорма рыбы, поедают полиэтиленовые пакеты.
Стало понятно, как пластиковый мусор скапливается и перемещается в Мировом океане
Российские ученые в составе международной научной группы проанализировали процессы накопления и перемещения пластикового мусора в Мировом океане. Точно предсказать это, особенно поведение микропластика, пока не удается. Результаты опубликованы в журнале Environmental Research Letters. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда.
Каждый год в мире производится около 380 миллионов тонн синтетических полимеров — пластиков, но лишь малая часть из них отправляется на переработку. Основная масса становится мусором, не разлагающимся в естественных условиях сотни лет. Пластик, плавающий в Мировом океане, представляет огромную опасность для морских обитателей, от планктона до птиц и млекопитающих. Эта серьезная экологическая проблема становится актуальнее с каждым днем. Изменение с течением времени плотности, размера и других свойств пластиковых частиц определяет процессы их переноса и накопления в океане. Однако распределение пластикового мусора плохо поддается описанию и до сих пор не нанесено на карту. Большая часть отходов, попадающих в океан с суши, вообще не учитывается, а понимание процессов перемещения пластика имеет решающее значение для изменения экологической политики государств. В то же время пластик — уникальный индикатор, его источники неравномерно распределены по береговым линиям, поэтому, отслеживая перемещения пластиковых частиц, можно больше узнать о физике океана в разных пространственных масштабах: от динамики глобальных течений до перемещения отдельных волн. Проблема пластикового загрязнения относительно новая, знания о морском мусоре накапливались менее десяти лет и содержат значительные пробелы.
Группа ученых SCOR WG 153: FLOSTAM с 2017 года ведет исследования пластикового загрязнения океана. Она объединяет сотрудников 37 научно-исследовательских организаций из 14 стран, в том числе российских исследователей. За последнее время группа провела масштабный анализ физических процессов и механизмов переноса пластика в океане. Ученые сосредоточились на мусоре, плавающем на поверхности, поскольку это самая доступная, хоть и не самая большая часть морского пластика. Так как проблема комплексная, исследования включали наблюдения в море, отбор и анализ проб, а также лабораторные эксперименты, моделирующие поведение, изменение свойств и разрушение объектов в естественных морских условиях. Ученые посмотрели, как пластик разрушается на берегах и в прибрежных зонах, перемещается в толще воды и взаимодействует со льдом.
Исследователи разработали модели, связывающие скорость оседания пластиковых частиц с такими параметрами, как плотность и размер. Привлекая обширные литературные данные, исследователи суммировали в одном обзоре все то, что сегодня известно о разнообразных физических процессах, влияющих на перенос морского пластика в открытом океане и его прибрежных зонах.
«Как оказалось, пластиковый мусор, особенно микропластик, то есть частицы размером менее пяти миллиметров, проявляет в океане очень специфические свойства. Несмотря на то что он практически не разлагается, его характеристики со временем меняются, причем это зависит от условий окружающей среды, в которых находилась конкретная частица. Потому точно предсказать пути его переноса и места накопления пока не удается, за исключением “мусорных континентов” — больших скоплений плавучих отходов на поверхности Мирового океана в центрах глобальных океанических круговоротов, — рассказывает Ирина Чубаренко, доктор физико-математических наук, профессор Института океанологии имени П. П. Ширшова РАН (Москва). — Более того, неясны многие механизмы распространения этого специфического загрязнителя, а значит, пока не удается создать соответствующие численные модели. Поэтому подготовка статьи, написанной специалистами различных направлений океанографии, представляется очень востребованной в будущем для планирования научных работ. Дальнейшие исследования в этой сфере также помогут информировать заинтересованные стороны, стремящиеся решить одну из самых важных современных природных проблем в мире».
:no_upscale()/imgs/2020/03/14/12/3821695/bdeb4261c9efb2e34bb0154fb89d8bef15390353.jpg)
ОГРОМНОЕ КОЛИЧЕСТВО ПЛАСТИКОВЫХ ОТХОДОВ «ИСЧЕЗАЕТ» ИЗ ОКЕАНОВ. НОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОКАЗЫВАЕТ КУДА
На самом деле, из всей пластмассы, которая попадает в океаны Земли каждый год, только 1 процент наблюдался на поверхности. Так где же все остальное?
Этот «пропавший» пластик озадачил ученых. На сегодняшний день поиск был сосредоточен на океанических круговоротах, таких как Большой Тихоокеанский мусорный участок, толща воды (часть океана между поверхностью и морским дном).
Но новое исследование предполагает, что океанический пластик попадает обратно на берег и постоянно выталкивается на сушу, у кромки воды, где он часто попадает в ловушку растительности.
Конечно, о пластике на пляжах по всему миру известно уже несколько десятилетий. Но мало внимания уделялось тому, почему и как прибрежная среда является стоком для морского мусора. Выводы имеют большое значение для того, как мы решаем проблему загрязнения пластиком океанов.
Отдельное, еще не опубликованное исследование показало, что около 90 процентов морского мусора, попадающего в океан, остаются в «прибрежной зоне» (район океана в пределах 8 километров от побережья). Новое исследование ставило целью выяснить, что с ним происходит.
Ученые собирали данные о количестве и местонахождении пластического загрязнения вокруг всего побережья Австралии в период с 2011 по 2016 год. Отходы были обнаружены в 188 местах вдоль береговой линии Австралии. Из них 56 процентов были из пластика, за которым следовали стекло (17 процентов) и пена (10 процентов)
Мусор был смесью мусора от людей и отложений из океана. Самые высокие концентрации пластического загрязнения были обнаружены вдоль прибрежных берегов — районов к внутреннему краю пляжа, где начинается растительность.
Количество морского мусора, и где он заканчивается, зависит от активности волн на суше и, в меньшей степени, от активности ветра. Густонаселенные районы и места, где побережье легко доступно, были горячими точками для концентрации пластиков.
Подумайте о том, что вы видите на своем пляже. Меньшие обломки часто встречаются у кромки воды, в то время как более крупные предметы, такие как бутылки и пластиковые пакеты, часто находятся далеко от воды, часто в ловушке растительности.
Также больше мусора вблизи городских районов, где реки и ручьи впадают в океан. Возможно, мусор захвачен водой, прежде чем он попадет в море. Мы находим аналогичные модели в других странах, исследования в Азиатско-Тихоокеанском регионе и за его пределами.
Это загрязнение убивает и калечит дикую природу, когда они принимают ее за еду или запутываются в ней. Он может повредить хрупкие морские экосистемы, задушив чувствительные рифы и транспортируя инвазивные виды, и потенциально представляет угрозу для здоровья человека, если токсины в пластмассах проникают через пищевую цепь к человеку.
Результаты подчеркивают важность изучения всей ширины прибрежных районов, чтобы лучше понять, сколько мусора попадает в ловушку, чтобы создать целевые подходы к управлению всеми этими отходами.
Пластиковое загрязнение может быть уменьшено за счет целенаправленной политики обращения с отходами для сокращения, повторного использования и переработки пластмасс.
Понимание того, что большая часть нашего мусора остается локальным и находится в ловушке на суше, предоставляет реальные возможности для успешного обращения с нашими отходами вблизи источника.
Количество пластика в океанах растет. Из исследований ясно, что стратегии управления отходами на земле должны учитывать гораздо большие объемы загрязнения, чем предполагалось ранее.
Эта статья опубликованна The Conversation
Микропластик повреждает жабры рыб и увеличивает количество икры
Микропластик повреждает жабры рыб и увеличивает количество икры у них. К такому выводу пришли ученые из Университета Дьюка, исследование которых опубликовано в журнале PLoS One.
Человечество производит огромное количество пластика — в 2015 году этот показатель составлял 400 млн тонн в год, а к 2025 году производство удвоится. По оценкам ученых, ежегодно в океан поступает 8 млн тонн пластиковых отходов. Однако авторы исследования отмечают, что это количество может оказаться только 1% от реального объема ежегодного загрязнения.
Биологи уже доказали, что микроскопические частицы, на которые распадается пластик, наносят вред морской жизни — многие животные и растения принимают их за пищу, а затем погибают или страдают различными заболеваниями.
Микропластик был обнаружен в организме каждого морского млекопитающего, изученного в ходе недавнего исследования в Великобритании. В 2017 году выяснилось, что частицы пластика содержатся в водопроводной воде по всему миру — их употребляют в пищу жители Европы, Японии и России.
В ходе новой работы исследователи изучили влияние микропластика на рыб. Ученые провели серию экспериментов над японской медакой (Oryzias latipes). Это вид, который мечет икру ежедневно — это сильно упрощает исследование влияния микропластика на его репродуктивные функции.
27 пар рыб были разделены на несколько групп — две из них содержались в аквариумах с высоким количеством микроскопических частиц полиэстера в воде, еще две группы находились в аквариумах с чистой водой.
В каждый аквариум экспериментальной группы исследователи ежедневно добавляли по тысяче волокон на литр воды с учетом удаляемых с фекальными массами частиц. Спустя три недели ученые выяснили, что волокна микропластика вызвали у рыб из экспериментальной группы острые изменения в жабрах и кишечнике. Это, вероятно, уменьшило поступление кислорода и сделало рыб менее защищенными перед хищниками.
Кроме того, у самок резко увеличилось количество выделяемой икры. Это значит, что микроволокна негативно повлияли на эндокринную и репродуктивную системы рыб.
Исследование: потоки после осадков переносят микропластик в глубины океанов
Совместное исследование университетов из Манчестера и Утрехта показало, что потоки после осадков переносят микропластик в глубины океанов. Это позволит понять, как частицы пластика влияют на морские организмы.
Исследование показало, что самые крупные на Земле потоки могут переносить микропластик на десятки километров. Эти данные могут помочь предсказать расположение будущих «точек скопления» микропластика. Это, в свою очередь, может показать, как эти мелкие частицы воздействует морскую флору и фауну.
Исследователи отметили, что ежегодно в океаны выбрасывается более 10 млн. тонн пластика. Считается, что около 99% из них находится в глубоководных районах, часто накапливаясь в подводных каньонах. Однако ранее было неизвестно, как микропластик может попадать в моря и океаны с суши. Новые исследования же детально показали, что микропластик также может перемещаться потоками после осадков.
Распределение различных видов пластика на морском дне имеет важное значение, поскольку размер и тип пластиковых частиц определяет, каким образом токсины накапливаются на поверхности. Кроме того, теперь можно посчитать вероятность того, какие животные могут копить в себе частицы этого пластика и как это влияет на их организм.
Следующие этапы исследований будут включать отбор проб и мониторинг глубоководных подводных каньонов. Так ученые хотят понять, насколько их исследование можно применить к подводным природным системам и их воздействию на глубоководные экосистемы.
Ранее исследователи смогли выяснить, что пластик, выброшенный в окружающую среду, распадается на все более мелкие фрагменты, называемые микропластиком, если его размеры составляют менее пяти миллиметров. Микропластики широко распространены в окружающей среде и поглощаются животными на всех уровнях пищевой сети: начиная от самых маленьких организмов вплоть до вершинных хищников, включая людей. Так было обнаружено, что от заваривания одного чайного пакетика в организм человека попадает до 15 млрд частиц микропластика.
Микропластик не только уничтожает кораллы, но и меняет их гены и клетки
Микропластик представляет собой большую и растущую проблему для окружающей среды. Его влияние на кораллы и их экосистему описано в исследовании, опубликованном в Chemosphere международной группой исследователей.
Пластик, выброшенный в окружающую среду, распадается на все более мелкие фрагменты, называемые микропластиком, если его размеры составляют менее пяти миллиметров. Микропластики широко распространены в окружающей среде и поглощаются животными на всех уровнях пищевой сети: начиная от самых маленьких организмов вплоть до вершинных хищников, включая людей. Так было обнаружено, что от заваривания одного чайного пакетика в организм человека попадает до 15 млрд частиц микропластика.
Пластмассы содержат опасные соединения, такие как бисфенол А (BPA), антипирены и другие известные канцерогены. Пластмассы также могут легко поглощать токсины из окружающей среды, микроэлементы и органические загрязнители, такие как ПХБ (полихлорированные дифенилы обладают высокой токсичностью).
В морской среде очень мелкие животные — протисты, фитопланктон и другие, и они также подвержены пагубному воздействию микропластиков, что представляет собой серьезную проблему для кораллов, которые зависят от симбиотических отношений между различными организмами.
Помимо сотрудничества между кораллами и эндосимбионтами, кораллы обеспечивают среду обитания для морских обитателей. К сожалению, эти экосистемы сталкиваются с большими и растущими угрозами, включая глобальное потепление, загрязнение и физическое разрушение в результате деятельности человека.
Лин и его коллеги-исследователи хотели изучить влияние микропластиков на обитателей тропических коралловых рифов. Они изучили конкретные эндосимбионты, называемые Symbiodiniaceae, являющихся наиболее распространенными фотосинтетическими симбионтами в коралловых экосистемах в тропических и субтропических водах. Вид Symbiodiniaceae, на котором они сосредоточены, называется Cladocopium goreaui.
Команда начала с выращивания клеток водорослей и разделила их на группы. Затем некоторые из них подвергались воздействию микропластика. Примерно через неделю в группе, подвергшейся воздействию, наблюдалось значительное уменьшение размера популяции, а также размера клеток, хотя содержание хлорофилла немного увеличилось по сравнению с контрольной группой, последняя из которых может быть связана с эффектом затенения микропластика.
Команда также измерила активность ферментов, связанных с реакцией на стресс и детоксикацией в клетках. Исследователи заметили повышение в компоненте, названном супероксиддисмутазой (SOD), и значительное снижение глутатион-s-трансферазы (GST). Команда также обнаружила, что ключевой фермент в сигнале смерти клетки или апоптоза был повышен. Эти изменения повышают уровень клеточного стресса и снижают способность клетки к детоксикации, что приводит к ухудшению здоровья клеток водорослей, подвергающихся воздействию микропластика.
Исследователи также рассмотрели различия в регуляции генов между группами. Они обнаружили 191 ген, который был дифференциально экспрессирован, включая гены, связанные с иммунной функцией, фотосинтезом и метаболизмом. Данные генной регуляции показали, что микропластик может действовать как стрессор, влиять на усвоение питательных веществ, подавлять действия по детоксикации клеток, влиять на фотосинтез и увеличивать вероятность самоуничтожения клетки.
Во всем мире коралловые рифы уже сократились почти на 50%. В дальнейшем Лин планирует исследовать влияние микропластиков на фитопланктон — первичных продуцентов в океане, а также продолжать изучать влияние кораллов.
Лин говорит, что, поскольку микропластики сохраняются в окружающей среде очень долго, лучшее, что люди могут сделать прямо сейчас, это минимизировать использование пластика в нашей повседневной жизни. Микропластики не проблема, которая исчезнет в ближайшее время, но сведение к минимуму использования пластика окажет прямое влияние на лучшее сохранение окружающей среды.
