Lyser på virkningen af ​​mikroplast på linsefrøplantes vækst

Mikroplastikforurening er kendt for at have en negativ indvirkning på frøspiring og kimplantevækst. Selvom nogle undersøgelser har påvist virkningerne af mikroplast på frøspiring, forblev effekten af ​​mikroplast på frøs indre biologiske aktivitet ukendt. Nu har en gruppe forskere brugt biospeckle optisk kohærenstomografi til at afsløre, at mikroplastik væsentligt hæmmer den indre aktivitet i linsefrø under spiring og kan føre til hæmmet vækst på senere stadier.

Mikroplast er små fragmenter af plastik, mindre end 5 mm i diameter. Der er to typer mikroplast:primær og sekundær. Alle plastikpartikler, der allerede er 5 mm i størrelse eller mindre, før de kommer ud i miljøet, betragtes som primær mikroplast. De findes i kosmetik, tekstiler, skrubbemidler og toiletartikler. På den anden side dannes sekundær mikroplast, når større plastprodukter såsom flasker, beholdere, fiskenet, plastikmulden, der bruges til landbruget, og plastikposer nedbrydes i mindre stykker på grund af naturlige forvitringsprocesser.

I de seneste årtier er mikroplastikforurening blevet en stor årsag til bekymring verden over. På grund af deres øgede brug og mangel på korrekt affaldshåndtering ophobes mikroplastik i økosystemer i en alarmerende hastighed, hvilket udgør en alvorlig trussel mod både planter, dyr og mennesker.

Ligesom menneskekroppe har planter en metode til at transportere næringsstoffer opsamlet af deres rødder til andre dele af deres krop. Planter under udvikling kan absorbere mikroplast gennem revner i deres unge rødder. Disse kan derefter rejse langs xylem (som udgør en del af plantens "fordelingssystem") til de spiselige dele af planten. For nylig er mikroplastik blevet fundet i mange almindelige frugter og grøntsager og endda i bordsalt.

Da vi forstår, hvordan mikroplast kan blive distribueret gennem fødekæden, opstår et vigtigt spørgsmål:Hvordan påvirker disse mikroplaster netop de planter, der absorberer dem? Et team af forskere søgte at undersøge dette begyndende med det tidligste stadie af en plantes livs-frøspiring.

Holdet, der består af prof. Uma Maheswari Rajagopalan fra Shibaura Institute of Technology (SIT), og prof. Hirofumi Kadono sammen med sin ph.d. studerende, Y. Sanath K. De Silva og Li Danyang fra Saitama University, Japan, undersøgte virkningerne af mikroplast på linsefrøspiring og kimplantevækst, med fokus på, hvordan disse forurenende stoffer påvirker et frøs indre aktivitet. De brugte biospeckle optical coherence tomography (bOCT) - en teknik, som de havde foreslået og derefter bevist for nøjagtigt at demonstrere planters indre aktivitet - til at udføre deres observationer, hvis detaljer blev offentliggjort i tidsskriftet Chemosphere .

Forskerne udsatte linsefrø for forskellige koncentrationer af polyethylenmikroplast (PEMP'er) i syv dage, hvor bOCT-observationer blev noteret efter 0, 6, 12 og 24 timer. Resultaterne af bOCT blev derefter sammenlignet med biologiske parametre for spiring og vækst, såvel som antioxidativ enzymaktivitet.

Deres resultater var ret lovende. Efter blot 6 timer viste bOCT-data, at frøene behandlet med PEMP'er havde et væsentligt fald i intern aktivitet, hvilket beviste mikroplastikkens skadelige virkning på deres spiring og efterfølgende plantevækst. En stigning i antioxidative enzymaktiviteter blev også observeret. Undersøgelsen bemærkede, at når PEMP-koncentrationen blev hævet, var faldet i intern aktivitet mere udtalt, hvilket tyder på en dosisafhængig effekt af PEMP'er på linsefrø og frøplanter.

"Vores resultater viste for første gang, at mikroplast hæmmer frøens indre aktivitet under spiring. Dette skyldes sandsynligvis den fysiske blokering af porer, som fører til hæmmet vækst på senere stadier," siger prof. Rajagopalan.

Indeed, their unique approach of modifying OCT, a technique used extensively in the field of ophthalmology, to biospeckle OCT—which utilizes the noise appearing in an OCT to its advantage—proved very effective. Conventional methods, which rely on lengths and weights, take about two days of exposure to show similar results, a feat bOCT achieved within hours.

The technique can be used to effectively observe the dose-dependent effects of microplastics on seeds. "Our results highlight the potential of bOCT as a screening tool for a speedy assessment of seed quality and environmental pollution," says Prof. Rajagopalan.

In conclusion, this study shows that PEMPs negatively impact the germination of lentil seeds that, in turn, affects their growth. This result has important implications for policymaking in relation to the control and management of microplastic pollution. + Udforsk yderligere

Microplastics threaten typical remote cryospheric regions