За последнее десятилетие ученые обнаружили крошечные кусочки пластика во многих океанских водах и даже в глубоководной грязи. Однако они очень мало знают о том, как микропластик переносится в океане. Новая статья исследователей MBARI в журнале Science Advances показывает, что фильтрующие животные, называемые гигантскими личинками, могут собирать и потреблять частицы микропластика в глубоком море. Частицы накапливаются в отработанных фильтрах личинок и попадают в фекальные гранулы животных, которые быстро тонут в океане, потенциально перенося микропластик на морское дно.
Несмотря на свое название, гигантские личинки имеют длину менее 10 сантиметров (четырех дюймов) и чем-то напоминают головастиков. Они живут далеко под поверхностью океана, улавливая пищу в липких слизистых фильтрах, которые могут быть более метра (трех футов) в поперечнике. Эти фильтры (которые называются «домиками», потому что в них живут личинки) улавливают мельчайшие частицы дрейфующего мусора, которые затем поедаются личинками. Когда дом личинки забивается мусором, животное покидает конструкцию и опускается на морское дно.
В начале 2016 года главный инженер MBARI Какани Катия планировал эксперимент с использованием системы DeepPIV, чтобы выяснить, как быстро гигантские личинки могут фильтровать морскую воду и частицы какого размера они могут улавливать своими фильтрами. Другие исследователи пытались ответить на эти вопросы в лаборатории, помещая крошечные пластиковые шарики в аквариумы с более мелкими личинками. Поскольку дома гигантских личинок слишком велики для изучения в лаборатории, Катия решила провести аналогичные эксперименты в открытом океане, используя дистанционно управляемые аппараты MBARI.
Когда Катия обсуждала этот эксперимент с научным сотрудником Анелой Чой, они поняли, что такие эксперименты с кормлением на месте с использованием пластиковых шариков также могут пролить свет на судьбу микропластика в глубоком море.
В июне 2016 года исследователи оснастили дистанционно управляемый аппарат MBARI Doc Ricketts контейнером с морской водой и цветными пластиковыми сферами различных размеров, от одной сотой до двух третей миллиметра в диаметре. Отправив ROV в каньон Монтерей, команда выпустила небольшое количество микропластиковых шариков возле фильтров для кормления отдельных гигантских личинок, а затем вернула ROV, чтобы посмотреть, что произошло.
По крайней мере, у 11 из 25 протестированных личинок гранулы были захвачены мелкотекстурированным внутренним фильтром личинок. В шести из этих случаев исследователи наблюдали, как личинка действительно глотала бусинки, которые были видны внутри прозрачного тела животного.
Исследователи использовали ROV, чтобы поймать шесть личинок с пластиковыми шариками в кишках и доставить их в лабораторию на борту исследовательского судна Western Flyer. Они держали животных в лаборатории в течение 12 часов. К этому времени все пластиковые шарики прошли через кишечник личинок и оказались в их фекальных гранулах.
После записи количества и размеров шариков, встроенных в фекальные шарики, исследователи с удивлением обнаружили, что личинки собирали и потребляли частицы всех размеров, использованные в экспериментах. Они ожидали, что личинки будут потреблять только более мелкие частицы.
Исследовательская группа измерила, как быстро тонут экскременты гигантских личинок. По оценкам, фекальные гранулы опускались примерно на 300 метров (около 1000 футов) в день. Предыдущие исследования показали, что выброшенные дома личинок могут опускаться со скоростью 800 метров (2600 футов) в день. Эти результаты показывают, что дома личинок и фекальные гранулы могут быстро переносить микропластик из приповерхностных вод на морское дно..
Лабораторные исследования показали, что другие обычные фильтрующие животные, такие как сальпы, также могут поглощать микропластик. Катия, Чой и их соавторы в настоящее время проводят эксперименты с ROV, чтобы выяснить, ведут ли эти животные одинаково в естественной среде. Чой и старший научный сотрудник MBARI Брюс Робисон особенно заинтересованы в том, как микропластик может передаваться от одного животного к другому через глубоководные пищевые сети.
В предыдущих экспериментах с использованием системы DeepPIV Катия показала, что гигантские личинки могут фильтровать морскую воду быстрее, чем любое другое дрейфующее животное в открытом океане. Это открытие, наряду с недавними исследованиями, предполагает, что личинки могут быть важными, непреднамеренными потребителями микропластика в океане. Поскольку многие другие глубоководные животные питаются личинками, их фекальными гранулами или их брошенными домами, любой микропластик, собранный личинками, будет включен в пищевые сети посреди воды.
Точно так же микропластик, который достигает глубокого морского дна, не исчезает просто так. Многие из них, вероятно, будут проглочены глубоководными животными, которые зависят от выброшенных домов личинок как важного источника пищи.
Катия быстро указывает, что недавно опубликованное исследование - это только первый шаг, и многие основные вопросы о микропластике в океане остаются без ответа. «Проводится много работы по изучению пластика в кишечнике морских птиц и рыб, - сказала Катия, - но никто не изучал пластик в более глубоких водах. глубины в океане, используя образцы воды и, возможно, даже выброшенные дома личинок."