Микропластик обнаружили почти у всех животных глубоководных гидротермальных источников

Учёные обнаружили микропластик у 92% исследованных животных, обитающих рядом с глубоководными гидротермальными источниками в Индийском океане и юго-западной части Тихого океана. Результаты первого сравнительного исследования таких экосистем опубликованы в журнале Water Research.

Гидротермальные источники располагаются на больших глубинах и представляют собой участки морского дна, где из земной коры выходят нагретые и насыщенные минералами воды. Несмотря на отсутствие солнечного света, вокруг них формируются самостоятельные экосистемы, основанные не на фотосинтезе, а на хемосинтезе.

Авторы работы изучили глубоководных улиток рода Alviniconcha и мидий рода Bathymodiolus. Образцы были собраны в котловине Северного Фиджи в юго-западной части Тихого океана и в районе Центрально-Индийского хребта. Животные обитали на глубинах от 2023 до 2725 метров.

Всего исследователи проанализировали 12 особей четырёх видов. Небольшой объём выборки связан со сложностью глубоководных экспедиций и необходимостью ограничивать изъятие организмов из чувствительных экосистем.

Микропластик обнаружили у 11 из 12 животных. Всего специалисты выявили 40 пластиковых частиц — в среднем 3,42 частицы на одну особь. Единственным организмом, в котором микропластик не нашли, стала одна из мидий, собранных в Тихом океане.

Подавляющее большинство найденных частиц — около 93% — представляли собой фрагменты пластика. Остальные оказались волокнами. Размер выявленных фрагментов составлял от 81 до 768 микрометров, а волокон — от 141 до 1242 микрометров.

Наиболее распространённым материалом оказался полистирол: на него пришлось 55% всех частиц. Далее следовали акрилонитрил — 20%, полиэтилен — 15%, полиэтилентерефталат — 5%. В меньших количествах были выявлены ацетат целлюлозы и поликапролактонтриол.

В Индийском океане загрязнение оказалось выше

Животные из Индийского океана в среднем содержали больше микропластика, чем их тихоокеанские сородичи. Общее количество частиц в образцах из Индийского океана оказалось примерно в 1,9 раза выше, хотя исследованные тихоокеанские животные были примерно в четыре раза крупнее.

После пересчёта на массу тела разница стала ещё заметнее. У глубоководных улиток из Индийского океана концентрация микропластика оказалась почти в 15 раз выше, чем у улиток из Тихого океана. У мидий разница составила примерно 3,4 раза.

Учёные связывают это с различиями в источниках загрязнения. В Индийский океан поступают значительные объёмы пластиковых отходов с речным и прибрежным стоком из Южной Азии и Восточной Африки. Муссонные течения способны переносить частицы в открытый океан, после чего они постепенно опускаются на морское дно.

В образцах из Индийского океана исследователи нашли более широкий набор полимеров. Присутствие акрилонитрила они связывают с возможным влиянием речного стока и предприятий текстильной и химической промышленности Южной Азии.

В юго-западной части Тихого океана концентрация микропластика была ниже, а среди найденных частиц преобладал полистирол. Авторы предполагают, что основными источниками загрязнения здесь могут быть судоходство, рыболовные снасти, буи и отходы с морских судов.

Улитки и мидии накапливают пластик по-разному

Распределение микропластика в организме зависело от способа питания животных.

Улитки Alviniconcha питаются, соскребая микроорганизмы с поверхностей гидротермальных труб и морского дна. Вместе с микробными плёнками они могут заглатывать осевшие пластиковые частицы. Поэтому наиболее высокие концентрации микропластика у них обнаружили в кишечнике и пищеварительной железе.

Содержание частиц во внутренних органах улиток было в 4,7–9,7 раза выше, чем в жабрах и мышцах. По мнению исследователей, пищеварительная система удерживает значительную часть проглоченного пластика и ограничивает его распространение по другим тканям.

Мидии Bathymodiolus фильтруют морскую воду и поглощают находящиеся в ней частицы. У них микропластик распределялся по организму более равномерно: его находили в жабрах, внутренних органах и мышечной ткани.

Наличие частиц в мышцах может указывать на их постепенное перемещение из пищеварительной системы и жабр при продолжительном воздействии загрязнения. Однако исследование не оценивало, как обнаруженные концентрации влияют на здоровье животных.

Глубина не защищает от загрязнения

Авторы работы отмечают, что удалённость и глубина гидротермальных источников не изолируют их от деятельности человека. Частицы пластика могут переноситься течениями, оседать под действием силы тяжести и накапливаться в микробных плёнках, которыми питаются глубоководные организмы.

Таким образом, загрязнение поверхности океана оказывается связано с экосистемами, расположенными на глубине более двух километров. Состав найденных полимеров при этом может отражать характер хозяйственной деятельности в разных регионах.

Учёные считают, что микропластик необходимо учитывать при экологическом мониторинге глубоководных районов. Оба обследованных участка рассматриваются как потенциальные территории разведки полиметаллических сульфидов, однако действующие подходы к оценке воздействия глубоководной добычи обычно не предусматривают отдельного контроля пластикового загрязнения.

Без данных о фоновом содержании микропластика будет сложно определить, меняется ли уровень загрязнения после начала промышленной деятельности. Исследователи также допускают, что работы на морском дне могут повторно поднимать осевшие частицы и повышать их доступность для животных.

При этом авторы подчёркивают ограничения исследования. В работе использовали только 12 особей, поэтому для подтверждения выявленных закономерностей потребуются более масштабные наблюдения на других гидротермальных полях. Кроме того, применённый метод позволял обнаруживать частицы размером более 20 микрометров, поэтому фактическое содержание более мелкого пластика может быть выше.