Nowe europejskie badania ujawniają, iż słona woda skutecznie powstrzymuje przenoszenie patogenów na mikroplastiku z rzek do mórz. To ważna wiadomość w czasach rosnących obaw o wpływ zanieczyszczeń plastikiem na zdrowie ludzi i środowisko.
Współczesny świat tonie w plastiku. Tworzywa sztuczne, niegdyś symbole nowoczesności i wygody, stały się jednym z największych zagrożeń ekologicznych XXI wieku.
Szczególnie niepokojący jest wpływ mikroplastiku – drobne fragmenty tworzyw sztucznych, które w wodach słodkich i morskich stają się siedliskiem dla całych społeczności mikroorganizmów. Na powierzchni tych mikroskopijnych odpadków tworzy się biofilm – warstwa bakterii i innych drobnoustrojów, która może być przenoszona na znaczne odległości.
Do tej pory naukowcy mieli jednak ograniczoną wiedzę na temat tego, jak mikrobiologiczne społeczności plastisfery – bo tak określa się tę mikroskopijną populację – zmieniają się podczas przemieszczania się z wód słodkich do słonych.
Tymczasem potencjalne zagrożenia dla zdrowia ludzi i zwierząt mogą być poważne, zwłaszcza jeżeli patogeny z rzek trafią do mórz i oceanów.
Naukowa ekspedycja przez serce Europy
Aby zapełnić tę lukę badawczą, francuscy naukowcy wyruszyli w wyjątkową misję badawczą. Przez siedem miesięcy płynęli przez dziewięć najważniejszych europejskich rzek, w tym m.in. Ren i Sekwanę. Trasa prowadziła od ujść rzek do punktów położonych powyżej pierwszych dużych miast – właśnie tam, gdzie wpływ działalności człowieka staje się wyraźny.
Na każdym etapie wyprawy pobierano próbki wody w różnych punktach – od ujścia aż po górny bieg – szczególnie interesując się zmianą zasolenia. Zbierano też mikroplastiki dzięki specjalistycznych włoków siatkowych. Badacze analizowali nie tylko ich skład chemiczny, ale przede wszystkim to, jakie bakterie zasiedlają ich powierzchnię.
Aby jeszcze dokładniej przyjrzeć się procesowi kolonizacji, naukowcy z wyprzedzeniem umieścili w wodzie próbki nieskazitelnego plastiku w postaci siatek z polietylenu, nylonu i polioksymetylenu, które po miesiącu zebrano i poddano analizie DNA.
Zebrane mikroplastiki były starannie oczyszczane dzięki alkoholu i sterylizowanych narzędzi, a następnie błyskawicznie zamrażane w ciekłym azocie. Wszystko po to, by nie dopuścić do jakiegokolwiek skażenia przed badaniem.
Użyto sekwencjonowania DNA oraz spektrometrii podczerwieni, by zrozumieć nie tylko to, z czego plastik był wykonany, ale przede wszystkim – jakie mikroby go zamieszkiwały.
Słona bariera ochronna
Wyniki badań zaskoczyły choćby samych naukowców. Okazało się, iż społeczności bakteryjne na mikroplastikach znacznie różniły się w zależności od środowiska – inne były w wodach słodkich, inne w słonych, a jeszcze inne w estuariach, czyli ujściowych częściach rzek. Co więcej, bogactwo i różnorodność bakteryjna plastisfery w rzekach była znacznie większa niż w morzach.
Najbardziej niepokojące rodzaje patogenów – takie jak Aeromonas, Acidovorax, Arcobacter czy Prevotella – znajdowano wyłącznie w rzekach. W wodach morskich dominował natomiast jeden groźny rodzaj: Vibrio. Co istotne, nie odnotowano żadnego przypadku przeniesienia bakterii z grupy słodkowodnej do morskiej.
Ten brak transferu wyraźnie sugeruje, iż zasolenie wody działa jak bariera selekcyjna, która uniemożliwia patogenom przystosowanym do środowiska rzecznego przeżycie w morzu.
Autorzy badania mówią wręcz o „silnej presji selekcyjnej” – to właśnie ona ogranicza rozprzestrzenianie się mikroorganizmów z rzek do oceanów.
Groźne wyjątki i ciche zagrożenia
Choć generalnie ryzyko migracji patogenów okazało się niewielkie, naukowcy odkryli jeden niepokojący wyjątek. Po raz pierwszy zidentyfikowano obecność bakterii Shewanella putrefaciens na mikroplastiku unoszącym się w wodzie rzecznej.
Choć rzadko wywołuje choroby, ten patogen może prowadzić do zakażeń jelitowych, skórnych i tkanek miękkich u ludzi. Co istotne, nie znaleziono go w wodzie morskiej – co po raz kolejny potwierdza ochronną rolę zasolenia.
Badanie ujawniło także, iż skład chemiczny mikroplastiku nie miał znaczącego wpływu na strukturę zasiedlających go społeczności bakteryjnych. Dominował polietylen (45 proc. odzyskanych próbek) i polipropylen (12 proc.).
Wcześniejsze badania sugerowały, iż typ polimeru może wpływać na biofilm, jednak obecna analiza – oparta na bezpośrednim pobieraniu próbek z naturalnego środowiska – nie potwierdziła tego związku.
Znaczenie dla polityki środowiskowej
Zebrane dane to nie tylko krok naprzód w nauce, ale także istotna pomoc dla decydentów politycznych. Unia Europejska już teraz podejmuje działania mające na celu ograniczenie zanieczyszczenia plastikiem, w tym mikroplastikiem.
Przepisy takie jak rozporządzenie w sprawie rejestracji, oceny, udzielania zezwoleń i stosowanych ograniczeń w zakresie chemikaliów (REACH), ramowa dyrektywa wodna (WFD) czy dyrektywa ramowa w sprawie strategii morskiej (MSFD) tworzą ramy prawne, które mają na celu ochronę wód śródlądowych i morskich.
Nowe badanie dostarcza twardych dowodów, iż biofilmy tworzące się na mikroplastikach mogą stanowić siedlisko dla groźnych bakterii, choć przenoszenie ich między środowiskami jest ograniczone. Tego rodzaju dane są niezbędne, by skutecznie projektować strategie walki z plastikiem i chronić zdrowie ludzi.
Jednocześnie naukowcy podkreślają, iż potrzebne są dalsze badania – nie tylko nad bakteriami, ale również nad wirusami i jednokomórkowcami, które mogą być równie groźne.
Warto także lepiej zrozumieć, jak zmiany pływowe wpływają na rozmieszczenie plastisfery i jakie jeszcze czynniki mogą ułatwiać (lub utrudniać) kolonizację mikroplastików przez patogeny.
W czasach, gdy plastik obecny jest już niemal w każdym zakątku planety, takie badania nie tylko poszerzają naszą wiedzę, ale też przypominają o roli, jaką odgrywa nauka w kształtowaniu zdrowej przyszłości dla ludzi i środowiska.
