Forskning viser, at mikroplast er skadeligt for korallers økosystemer

Mikroplast er et voksende miljøproblem, og virkningerne af dette affaldsprodukt på koraller er fremhævet i forskning offentliggjort i Kemosfære fra et internationalt team af forskere, herunder UConn havvidenskabsprofessor Senjie Lin.

Plast, der kasseres i miljøet, nedbrydes i mindre og mindre fragmenter, kaldet mikroplast, når de måler mindre end fem millimeter. Mikroplast er udbredt i hele miljøet og indtages af dyr på alle niveauer af fødenettet, startende fra de mindste organismer hele vejen til apex rovdyr, inklusive mennesker.

Plast indeholder farlige forbindelser som bisphenol A (BPA), flammehæmmere, og andre kendte kræftfremkaldende stoffer eller hormonforstyrrende stoffer. Plast kan også nemt optage toksiner fra miljøet, såsom spormetaller og organiske forurenende stoffer som PCB.

I havmiljøer, meget små dyr såsom protister, planteplankton, og andre er også udsat for de skadelige virkninger af mikroplastik, hvilket udgør et betydeligt problem for koraller, som er afhængige af symbiotiske forhold mellem forskellige organismer, siger Lin.

"Koraløkosystemer er meget samarbejdende, " siger han. "Koraller er hvirvelløse dyr, der er afhængige af alger, der lever inde i korallerne og fotosyntetiserer energirige og ernæringsmæssige forbindelser til korallerne. Algerne får til gengæld næringsstoffer fra korallernes stofskifteaffald. Det er et meget gensidigt system«.

Ud over samarbejdet mellem koraller og endosymbionter, koraller giver levested for en fantastisk række af havliv, siger Lin.

"De er de mest biodiverse økosystemer i havet, " siger han. "De er en ekstremt værdifuld biologisk ressource."

Desværre, disse økosystemer står over for store og voksende trusler, herunder global opvarmning, forurening, og fysisk ødelæggelse fra menneskelige aktiviteter.

Lin og hans medforskere ønskede at udforske virkningerne af mikroplast på en almindelig tropisk koralrevsbeboer. Forskerne kiggede på specifikke endosymbionter kaldet Symbiodiniaceae, fordi de er de mest udbredte fotosyntetiske symbionter i koraløkosystemer i tropiske og subtropiske farvande. Arten af ​​Symbiodiniaceae, de fokuserede på, kaldes Cladocopium goreaui.

Holdet startede med at opdrætte algecellerne og inddelte dem i grupper. Så blev nogle af algerne udsat for mikroplast.

Efter cirka en uge, gruppen, der blev eksponeret for mikroplastik, oplevede betydelig reduktion i populationsstørrelse såvel som cellestørrelse, selvom klorofylindholdet steg lidt i forhold til kontrolgruppen, hvoraf sidstnævnte kan skyldes mikroplastikkens skyggevirkning.

Holdet målte også aktiviteten af ​​enzymer relateret til stressrespons og afgiftning i cellerne.

Forskerne bemærkede stigning i en komponent kaldet superoxiddismutase (SOD), og et signifikant fald i glutathion s-transferase (GST). Holdet fandt også, at et nøgleenzym i signalering af celledød eller apoptose blev rejst. Disse ændringer øger cellestressniveauet og sænker cellens evne til at afgifte sig selv, begge kulminerer med fald i sundheden for de algeceller, der udsættes for mikroplastik.

Forskerne så også på forskelle i genregulering mellem grupperne. De fandt 191 gener, der var differentielt udtrykt, herunder gener relateret til immunfunktion, fotosyntese, og stofskifte. Genreguleringsdataene viste, at mikroplast kan fungere som stressfaktorer, påvirker næringsstofoptagelsen, undertrykke celleafgiftningsaktiviteter, påvirker fotosyntesen, og øger chancerne for, at en celle vil selvdestruere.

"Det nye forurenende stof fra mikroplast har vist sig at påvirke korallernes sundhed og have en direkte effekt på endosymbionten, efter at de er blevet udsat for mikroplastik, " siger Lin.

Dette er særligt bekymrende, som Lin bemærker, at på verdensplan, koralrevene har allerede oplevet et fald på næsten 50 %.

"Dette er et stort tab, og det er forudsagt, at vi vil fortsætte med at miste 90 % i 2050, hvis vi ikke gør noget for at bremse tabet, " siger han. "Dette er et alvorligt problem, og vi er nødt til at handle hurtigt."

Fremadrettet, Lin siger, at han planlægger at forske i virkningerne af mikroplast på fytoplankton, de primære producenter i havet, samt fortsætte med at forske i, hvordan koraller påvirkes.

"Fytoplankton er i bunden af ​​den marine fødekæde, hvis de gennemføres, er der potentiale for, at hele fødekæden og hele det marine økosystem vil opleve påvirkningen, " han siger.

Lin siger, at da mikroplast forbliver så længe i miljøet, det bedste, enkeltpersoner kan gøre lige nu, er at minimere brugen af ​​plastik i vores daglige liv. Mikroplast er ikke et problem, der vil forsvinde med det første, men Lin er overbevist om, at minimering af brugen af ​​plastik vil have en direkte indvirkning på bedre at bevare miljøet.

"Jeg er ret optimistisk, selvom den nuværende situation er ret alvorlig, " siger han. "Gennem historiens gang, koraller har gennemgået alvorlige klima- og miljøændringer som i dag, endnu værre i nogle tilfælde. Det eneste lige nu er, at miljøændringerne sker hurtigere end historiske eller naturlige processer, vi giver ikke korallerne tid nok til at tilpasse sig. Hvis vi griber ind nu for at bremse eller stoppe interferens med miljøet, der er håb."