Микропластик заставил рыб больше рожать
Исследование опубликовано в журнале PLoS One.
Один из основных компонентов микропластика — это синтетические волокна, например, нейлон, полиэстер, полипропилен и акрил, которые используются для изготовления тканей. При стирке волокна попадают в канализационные стоки и, в конечном счете, попадают в океан. По некоторым оценкам, ежегодно в мировой океан поступает от 4,8 до 12,7 миллионов тонн различных пластмасс, а на долю микропластика приходится около трети. Волокна, в свою очередь, составляют до 90 процентов от микропластика.
Исследователи находили микропластик в организмах самых разных видов животных: микроволокна были обнаружены у 60 процентов макробеспозвоночных, у 49 процентов береговых птиц и у различных рыб. В течение жизни рыбы поглощают большое количество микроволокон. Ранее сообщалось, что волокна микропластика не остаются в кишечнике рыб дольше, чем другие компоненты пищи, а другой шестинедельный эксперимент показал, что микроволокна вызывают повреждения полости рта и складок кишки рыб.
Однако в организме рыб оказываются не только волокна, которые они съедают. Сотни или даже тысячи волокон ежедневно проходят через их жабры с водой. Жаберный аппарат и кишечник сильнее всего подвергаются воздействию микропластика, однако лабораторных исследований изменений, связанных с воздействием волокон, пока недостаточно, чтобы сделать выводы о возможном вредоносном эффекте.
Группа под руководством Дэвид Хинтон (David Hinton) из Университета Дьюка решили заполнить этот пробел и провели серию экспериментов с японской медакой (Oryzias latipes) — рыбой, которая мечет икру каждый день, что сильно упрощает изучение возможных изменений в репродуктивной сфере. Двадцать семь пар взрослых рыб были случайным образом распределены по группам, контрольная группа из девяти пар рыб находилась в аквариумах с чистой водой. Две экспериментальные группы, тоже по девять пар рыб, находились в аквариумах с высоким содержанием волокон полиэстера или полипропилена — самых распространенных синтетических волокон.
В каждый аквариум экспериментальной группы добавляли 10 тысяч волокон на литр воды, с последующим добавлением тысячи волокон на рыбу в день во время замены воды для учета микроволокон, удаляемых с фекальными массами. Средняя длина волокон полиэстера в эксперименте 350 микрометров, полипропилена — 380 микрометров.
Эксперимент длился три недели, в течение которых исследователи ежедневно следили за весом рыб, производством икры, потреблением и поглощением микроволокон — сколько волокон поступало и сколько выводилось. Результаты эксперимента показали, что волокна не приводили к видимым изменениям состояния или массы тела, не влияли на эмбриональную смертность, развитие икринок или вылупление молоди. После окончания эксперимента ученые исследовали ткани рыб, чтобы увидеть, какие изменения произошли в органах и тканях.
Как и предполагалось, большое количество волокон, содержащихся в воде, проходит через жаберную полость и кишечник и вызывает острые и хронические изменения в организме рыб. В частности, это привело к структурным изменениям жаберных пластин, повышенной выработке слизи в жабрах и кишечнике, формированию аневризм в сосудах и изменениям в клетках эпителия. Ученые подчеркивают, что изменения в жаберном аппарате могут привести к недостатку кислорода, что делает рыб уязвимыми перед хищниками, менее конкурентоспособными при добыче пищи и в борьбе с другими самцами за нерест.
Эксперимент показал, что самки, участвовавшие в эксперименте, со временем стали производить больше икры. Статистически значимые результаты (p < 0.05) были получены для экспериментальной группы с водой, содержащей полипропилен, на третьей неделе воздействия, среднее количество икринок у данной группы составило 14 штук, когда у контрольной группы на третьей неделе воздействия было по 12 икринок, хотя внутри группы не было достигнуто статистически достоверного значения. Изменение числа икринок — распространенный биомаркер эндокринных нарушений у рыб, что может говорить о влиянии микроволокон на эндокринные функции и репродуктивную систему рыб.
Исследователи предполагают, что это происходит из-за химических веществ, которые добавляют в текстиль. Это, например, красители или поверхностно активные вещества, используемых для снятия статического электричества с волокон синтетической ткани. Чтобы ответить на вопросы о механизмах влияния этих химических соединений на рыб, ученые продолжат свое исследование и будут анализировать образцы воды и тканей, полученные в результате этого эксперимента.