Биологи Томского государственного университета исследуют загрязнение экосистем – воды, почвы, снега, живых организмов микропластиком (МП). Его накопление в окружающей среде стало результатом глобального потребления пластмасс человечеством. Вместе с тем влияние микропластика на живые организмы пока мало изучено. Исследования ученых ТГУ показали, что микрочастицы полимеров, попадая в ЖКТ рыбы, повышают активность пищеварительных и антиоксидантных ферментов, что может впоследствии привести к нарушению роста и развития ценных представителей ихтиофауны. Результаты исследований опубликованы в высокорейтинговом журнале International Journal of Molecular Sciences.
– Микропластик – широко распространенный и устойчивый загрязнитель морской и пресноводной среды, который воздействует на водные организмы, в том числе на гидробионтов, имеющих пищевую ценность, – говорит директор Центра исследования микропластика в окружающей среде Биологического института ТГУ Юлия Франк. – Доказано, что микропластик может поступать в водные организмы разных трофических уровней и передаваться по пищевым цепям. Значительное количество микро- и нанопластиков в водоемах потребляется беспозвоночными и рыбами, что приводит к их трофическому переносу вплоть до человека.
В случае загрязнения воды частицами микропластика хорошим биоиндикатором его воздействия на рыб может выступать специфическая активность пищеварительных и антиоксидантных ферментов. В ходе экспериментальных исследований биологи ТГУ проверили, как микропластик влияет на личинок одной из самых ценных промысловых рыб Сибири – пеляди (Coregonus peled Gmelin), которую также называют сырок.
В эксперименте было задействовано 8000 личинок трехнедельного возраста. Они находились в разных аквариумах, в которых было смоделировано загрязнение микропластиком в разной концентрации (5 мкг/л, 50 мкг/л, 500 мкг/л), и контрольная группа в аквариуме с чистой водой. Для оценки изменений активности ферментов использовались флуоресцентные полистирольные микросферы одинакового диаметра 2 мкм.
Исследователи проводили проверку нескольких выборок личинок до начала эксперимента, а также из каждого аквариума через сутки и через шесть суток. Каждый вариант биологи анализировали в трех повторностях. Результаты экспериментов показали, что под влиянием микропластика у рыб изменяется активность ферментов.
– По нашим результатам в ответ на присутствие микропластика у личинок пеляди повышалась активность пищеварительных ферментов (α-амилазы, трипсина, липазы), также как и активность каталазы – одного из важнейших антиоксидантных ферментов всех живых организмов, – поясняет Юлия Франк. – Совокупно происходили изменения, которые указывают на модуляцию окислительного стресса у рыб и нарушение работы ЖКТ. Результаты этого исследования имеют значение для оценки влияния МП на экологическую устойчивость и продовольственную безопасность, особенно в северных регионах, сильно зависящих от водных ресурсов.
По словам ученых, исследование влияния МП будет продолжено на других промысловых рыбах. Следующим объектом исследования станут личинки стерляди. Помимо этого, зимой исследователи планируют поставить серию экспериментов с червями-тубифицидами, которые служат кормовой базой для многих рыб и потенциально могут служить вектором переноса МП в пресноводных трофических цепях.
Добавим, что биологи ТГУ одними из первых в России начали заниматься исследованием загрязнения экосистем сибирских рек микропластиком и являются лидерами в этом направлении. Исследования проводятся в рамках стратпроекта «Глобальные изменения Земли: экология, климат, качество жизни» при поддержке федеральной программы «Приоритет 2030».
Ранее ученые ТГУ исследовали способность кровососущих комаров Aedes aegypti к переносу микропластика. Полученные результаты показали, что личинки комара активно накапливают полимерные микрочастицы в кишечнике. После линьки полимерный материал сохраняется внутри взрослых комаров, что обеспечивает его вынос из воды на сушу.
В 2021 году Томский госуниверситет выступил инициатором создания консорциума, который призван активизировать изучение миграции микропластика в реках и морях и его транспорт в мировой океан. Участники консорциума также исследуют распространенность синтетических микрочастиц в атмосфере и во всех компонентах экосистем, включая живые организмы. Накопленные знания помогут оценить влияние микропластика на природные объекты и разработать способы предотвращения загрязнения и снижения его концентрации в окружающей среде.
Фото предоставлено Юлией Франк