浮游生物正在使海洋塑料污染更加糟糕

微生物将塑料撕裂成微小碎片,对生态系统更具危险性

Illustration showing a rotifer's masticatory apparatus

轮虫的咀嚼器官(黄色部分)足够强大,每天可以磨碎超过30万个纳米塑料颗粒。

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根据一项新的研究,微小的生物正在啃食我们人类倾倒入环境中的塑料,使得污染变得不那么明显,但可能比以往任何时候都更成问题。

在这项11月9日发表在《自然纳米技术》上的研究中,科学家们将小块荧光塑料喂给名为轮虫的浮游生物,并观察发生了什么。他们的观察和分析表明,在富含塑料的环境中,仅需一天时间,这些微小动物中的一种就可以产生超过30万个直径小于一微米的纳米塑料颗粒——这是一个人类红细胞尺寸的一小部分。

纳米塑料是微塑料这个更大问题中的一个主要担忧,微塑料的尺寸范围很广,从一微米到五毫米不等。纳米塑料的尺寸更小,可能对人类和环境特别有害,因为它们更容易进入血液和肺部深处。它们也可能被小型动物摄入,并在食物链中富集。这项新研究——补充了越来越多的研究表明塑料污染从最深的海洋海沟延伸到大气层——揭示了塑料的扩散速度有多么惊人。


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“我们知道微塑料最终会变成纳米塑料,但你不会认为它会发生得这么快,”华盛顿大学的海洋生物学家杰奎琳·帕迪拉-加米诺说,她没有参与这项新的研究。其他自然力量,尤其是阳光,也会将塑料分解成越来越小的碎片,但作用较慢。

这项新研究背后的科学家们受到2018年一项研究的启发,该研究表明南极磷虾可以将微塑料分解成纳米塑料。然而,这些动物生活在极度寒冷且污染较少的环境中。这项新研究的研究人员想了解这种现象是否也发生在生活在更温暖、塑料更多的水域中的动物身上,该研究的共同作者、马萨诸塞大学阿默斯特分校的环境和土壤科学家邢宝山说。

从那时起,轮虫是一个显而易见的选择,因为它们很常见,并且配备了科学家们称之为trophi的特殊研磨器,用于处理它们以藻类和其他微小食物为生的饮食。“轮虫有这种特殊的咀嚼器官,就像牙齿一样,”邢说。

邢和他的同事发现,多种轮虫确实会分解微塑料。一些实验表明,某些细菌和酶可以通过分解构成塑料的分子,将其化学转化为良性化合物,从而消化塑料,减少环境中的塑料含量。但研究人员发现了一个不同的、不那么乐观的结果:轮虫只是通过在塑料碎片上留下划痕并产生越来越小的碎片来分解塑料。科学家们测试了不同类型的塑料,以及暴露在光线下而变弱的塑料,所有这些都容易受到轮虫的trophi的影响。

邢说,轮虫不太可能独自拥有如此惊人的分解微塑料的能力。“我们认为任何具有这种咀嚼器官的生物都可能具有类似的过程,”他说。他和他的同事希望使用更多物种,特别是生活在土壤而不是水中的动物进行类似的研究,以了解这种现象可能如何在更广泛的生态系统中发挥作用。

帕迪拉-加米诺说,这项新研究是理解塑料在环境中长达数百年的漫长寿命中会发生什么的重要一步。“我们在[了解]有多少塑料方面取得了巨大进展,但关于塑料采取的不同途径仍然存在很多争议,”她说。“我认为这是一项非常酷的研究,突出了其中一条途径。”

这也提醒我们不要忽视我们星球上与我们共享的微小、奇异的生命形式。“令人惊讶的是,这些小生物拥有如此巨大的力量,”帕迪拉-加米诺说。

Meghan Bartels is a science journalist based in New York City. She joined 大众科学 in 2023 and is now a senior news reporter there. Previously, she spent more than four years as a writer and editor at Space.com, as well as nearly a year as a science reporter at Newsweek, where she focused on space and Earth science. Her writing has also appeared in Audubon, Nautilus, Astronomy and Smithsonian, among other publications. She attended Georgetown University and earned a master’s degree in journalism at New York University’s Science, Health and Environmental Reporting Program.

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