Μελέτη καταγράφει τη μεταφορά μικροπλαστικών από το ζωοπλαγκτόν στα βάθη της θάλασσας

Μικροπλαστικές χάντρες που παρατηρούνται στον κεντρικό σωλήνα ενός κωπήποδου [του εντερικού τους σωλήνα], όπως αποδεικνύεται εδώ, οι χάντρες με φθορίζουσα σήμανση βοηθούν στην οπτικοποίηση και την αναγνώριση. © PML

Μια νέα μελέτη κατέγραψε και μέτρησε, για πρώτη φορά, πόσο γρήγορα τα μικροπλαστικά κινούνται μέσω του εντερικού σωλήνα ενός βασικού είδους ζωοπλαγκτού σε πραγματικό χρόνο και χρησιμοποίησε αυτές τις μετρήσεις για να εκτιμήσει πόσο πλαστικό αυτά τα μικροσκοπικά ζώα μπορεί να μεταφέρουν - και να βυθίζονται - στον ωκεανό κάθε μέρα.

Το ζωοπλαγκτόν αναδεικνύεται ήδη ως μια σημαντική βιολογική οδός μεταφοράς μικροπλαστικών μέσω των θαλάσσιων οικοσυστημάτων. Με πάνω από 125 τρισεκατομμύρια μικροπλαστικά σωματίδια που εκτιμάται ότι έχουν συσσωρευτεί στον ωκεανό, η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο αυτοί οι ρύποι μετακινούνται μέσω των θαλάσσιων οικοσυστημάτων και των τροφικών αλυσίδων είναι ζωτικής σημασίας για την πρόβλεψη μακροπρόθεσμων συνεπειών για την υγεία των ωκεανών.

Τα κωπήποδα θεωρούνται ευρέως ως το πολυπληθέστερο ζωοπλαγκτόν στον ωκεανό μας, κυριαρχώντας στις κοινότητες ζωοπλαγκτού σχεδόν σε κάθε ωκεάνια περιοχή, από τα επιφανειακά νερά μέχρι τα βαθιά νερά. Ο εκπληκτικός αριθμός τους σημαίνει ότι ακόμη και μικρές ενέργειες μεμονωμένων ζώων - όπως η κατάποση μικροπλαστικών - μπορούν συλλογικά να οδηγήσουν σε σημαντικές αλλαγές σε επίπεδο οικοσυστήματος.

Νέα έρευνα, με συγγραφέα τη Δρ. Valentina Fagiano (Ωκεανογραφικό Κέντρο των Βαλεαρίδων Νήσων, COB-IEO-CSIC) και τους Δρ. Matthew Cole, Δρ. Rachel Coppock και καθηγήτρια Penelope Lindeque του PML, αποκαλύπτει ότι τα κωπήποδα ενδέχεται να μεταφέρουν εκατοντάδες μικροπλαστικά σωματίδια ανά κυβικό μέτρο θαλασσινού νερού μέσω της στήλης ύδατος κάθε μέρα.

Η δημοσίευση στο Journal of Hazardous Materials με τίτλο «Η οπτικοποίηση σε πραγματικό χρόνο αποκαλύπτει τη ροή μικροπλαστικών που προκαλείται από κωπήποδα» , παρέχει μία από τις πιο σαφείς ποσοτικές εικόνες μέχρι σήμερα για το πώς τα μικροπλαστικά ανακυκλώνονται από το ζωοπλαγκτόν στον ωκεανό.

Το ζωοπλαγκτόν, και ιδιαίτερα τα κωπήποδα, κατέχουν κεντρική θέση στο θαλάσσιο τροφικό πλέγμα. Τρέφονται με μικροφύκη και, με τη σειρά τους, τρώγονται από ψάρια, θαλασσοπούλια και θαλάσσια θηλαστικά. Επίσης, ενεργοποιούν τη «βιολογική αντλία», συσκευάζοντας άνθρακα σε κοπρανώδη σφαιρίδια που βυθίζονται σε βαθύτερα νερά.

Τα τελευταία χρόνια, τα κωπήποδα έχουν επίσης αναγνωριστεί ως φορείς μικροπλαστικών – καταπίνοντας μικροσκοπικά σωματίδια πλαστικού που αιωρούνται στο θαλασσινό νερό και ενδεχομένως μεταδίδοντάς τα σε θηρευτές ή εξάγοντάς τα σε βάθος μέσω των σφαιριδίων και των πτωμάτων τους. Μέχρι σήμερα, όμως, δεν υπήρχε ακριβής τρόπος για να μετρηθεί πόσο πλαστικό επεξεργάζεται ένα μεμονωμένο κωπήποδο και με πόσο γρήγορα.

Μέσω της μελέτης, οι ερευνητές συνέλεξαν τα κωπήποδα Calanus helgolandicus   (ένα κοινό κωπήποδο του Βόρειου Ατλαντικού) μέσω ενός διχτυού πλαγκτόν με λεπτό πλέγμα, στον Σταθμό L4 του Παρατηρητηρίου της Δυτικής Μάγχης—περίπου έξι ναυτικά μίλια νότια του Πλύμουθ—στο ερευνητικό σκάφος Quest του PML.

Στο εργαστήριο, τα κωπήποδα εκτέθηκαν σε τρεις κοινούς τύπους μικροπλαστικών:

• φθορίζουσες χάντρες πολυστυρενίου
• ίνες πολυαμιδίου (νάιλον)
• θραύσματα πολυαμιδίου (νάιλον)

Αυτά προσφέρθηκαν υπό διαφορετικές συνθήκες φαγητού, επιτρέποντας στους επιστήμονες να ελέγξουν εάν το σχήμα του πλαστικού ή η διαθεσιμότητα τροφίμων άλλαζαν την ταχύτητα με την οποία τα σωματίδια κινούνταν μέσω του εντέρου.

Χρησιμοποιώντας οπτικοποίηση σε πραγματικό χρόνο, οι ερευνητές παρακολούθησαν μεμονωμένα μικροπλαστικά σωματίδια καθώς αυτά καταπίνονται και αργότερα αποβάλλονται. Αυτό τους επέτρεψε να μετρήσουν δύο βασικές μετρήσεις με υψηλή ακρίβεια:

• Χρόνος διέλευσης από το έντερο - πόσο καιρό παραμένει ένα μικροπλαστικό σωματίδιο μέσα στο κωπήποδο
• Διάστημα κατάποσης – πόσο συχνά καταναλώνεται ένα νέο σωματίδιο πλαστικού

Σε όλα τα πειράματα, οι χρόνοι διέλευσης από το έντερο κυμαίνονταν κατά μέσο όρο περίπου στα 40 λεπτά και ήταν συνεπείς σε όλα τα σχήματα πλαστικού και τις συγκεντρώσεις τροφίμων. Με άλλα λόγια: οι χάντρες, οι ίνες και τα θραύσματα κινήθηκαν όλα μέσω του εντέρου με παρόμοιες ταχύτητες και οι συνθήκες σίτισης δεν επιβράδυναν ή επιτάχυναν σημαντικά την απόδοση πλαστικού.

Συνδυάζοντας αυτές τις μετρήσεις με ρεαλιστικές εκτιμήσεις της αφθονίας των κωπήποδων στη δυτική Μάγχη - ένα από τα πιο μελετημένα υδάτινα σώματα στον κόσμο - η ομάδα υπολόγισε ότι τα κωπήποδα θα μπορούσαν να προκαλούν ροές μικροπλαστικών της τάξης των περίπου 271 σωματιδίων ανά κυβικό μέτρο θαλασσινού νερού ανά ημέρα, σε αυτήν την περιοχή.

Μέχρι σήμερα, πολλά μεγάλης κλίμακας υπολογιστικά μοντέλα μεταφοράς μικροπλαστικών δεν είχαν συγκεκριμένες ανά είδος, βασισμένες σε διεργασίες παραμέτρους για την κατάποση και την αποβολή του ζωοπλαγκτού. Το ποσοτικό πλαίσιο που αναπτύχθηκε εδώ - με βάση τους χρόνους διέλευσης από το έντερο, τα διαστήματα κατάποσης και τις ρεαλιστικές αφθονίες - προσφέρει έναν τρόπο για:

• Ενσωμάτωση της συμπεριφοράς του ζωοπλαγκτού σε μοντέλα μεταφοράς πλαστικού στους ωκεανούς
• Μειώστε την αβεβαιότητα σχετικά με το πού συσσωρεύονται τα μικροπλαστικά με την πάροδο του χρόνου
• Βελτίωση των εκτιμήσεων κινδύνου για οικολογικά ή οικονομικά σημαντικές περιοχές

Τελικά, αυτό βοηθά τους επιστήμονες και τους υπεύθυνους χάραξης πολιτικής να εντοπίσουν τα θερμά σημεία έκθεσης σε μικροπλαστικά και τα πιθανά σημεία παρέμβασης.