Кратко и по сути — влияние микропластика на микробные сообщества в прибрежных зонах и пути передачи вреда по пищевой цепи.
Что происходит в микробных сообществах
- Микропластик служит подложкой для образования биопленок («пластисфер»): на поверхности пластика быстро селятся бактерии, водоросли и микроэукариоты, формируя сообщество, отличающееся по составу от окружающей воды или седимента.
- Селективное обогащение: частицы часто обогащаются оппортунистами и потенциально патогенными родами (например, Vibrio), а также микроорганизмами, способными разлагать добавки или сорбаты.
- Усиление горизонтального переноса генов: плотные биопленки повышают частоту конъюгации и обмена генами устойчивости к антибиотикам (ARG), что может приводить к локальным «очагам» ARG.
- Изменение функций экосистемы: микропластик может менять метаболическую активность (рост гетеротрофов, лизис органики), нарушать циклы углерода и азота (например, снижать нитрификацию в осадке при высокой загрузке), влиять на первичную продукцию через изменение освещённости и заростания.
- Сорбция и десорбция загрязнителей: пластик адсорбирует гидрофобные органические загрязнители (HOC) и тяжёлые металлы, а затем служит локальным источником этих веществ для прикреплённых микробов и потребителей.
Ключевые механизмы влияния
- Физическая субстратность и перенос (носитель биообилия, в т.ч. инвазивных микроорганизмов).
- Химическое воздействие: выделение мономеров и пластификаторов (фталаты, BPA) и адсорбция ксенобиотиков.
- Микросреда биоплёнки (низкий $O_2$, высокая плотность клеток) — благоприятствует HGT и анаэробным/ферментативным путям.
Пути передачи вредных эффектов по пищевой цепи
- Прямое поглощение: фильтраторы (двустворчатые, некоторые планктонные виды) и зоопланктон поглощают частицы; частицы накапливаются в кишечнике и тканях, становятся доступными для хищников.
- Трофический перенос: при поедании первичных потребителей микропластик, адсорбированные на нём загрязнители и ассоциированные микроорганизмы переходят вверх по трофическим уровням; биомагнификация возможна для некоторых химикатов, переносимых микропластиком.
- Перенос патогенов и ARG: пластисфер может служить резервуаром патогенов и мобильных элементов с ARG, которые попадают в организм при поедании и могут колонизировать кишечник последующих трофических уровней.
- Косвенные пути: изменение микробных функций (например, снижение разложения органики или изменение доступности питательных веществ) влияет на продуктивность и структуру сообществ, что меняет состав и здоровье популяций на всех трофических уровнях.
Факторы, определяющие масштаб эффекта
- Размер и форма: микропластик $<5\text{mm}$, нанопластик $<1\mu \text{m}$ — чем меньше частица, тем выше вероятность трансбарьерного транспорта и клеточной адсорбции.
- Тип полимера, степень износа/старения и покрытие биоплёнкой.
- Концентрация частиц и химический профиль адсорбированных веществ.
- Условия среды (температура, солёность, турбулентность, наличие органики).
Что рекомендовано для оценки и снижения рисков
- Мониторинг сообществ: 16S/18S ампликонный секвенинг и метагеномика для состава и ARG; qPCR для ключевых маркеров.
- Эксперименты и мезокосмы для изучения трофической передачи и эффектов на функции (азот, углерод).
- Снижение поступления микропластика: улучшение очистки сточных вод, ограничение первичных микропластиков и пластиковой упаковки.
- Оценка комбинированных эффектов (микропластик + загрязнители + климатический стресс).
Краткий вывод
Микропластик изменяет структуру и функции микробных сообществ в прибрежных зонах, служит вектором для патогенов, ARG и адсорбированных токсикантов; эти изменения могут передаваться по пищевой цепи через прямое поедание, трофический перенос химикатов и микроорганизмов, а также через косвенные сдвиги в ресурсной базе и биогеохимии. Контроль источников микропластика и интегрированные исследования микробиологии и трофики — ключ к снижению рисков.