בעלי חיים ימיים צורכים חלקיקי מיקרופלסטיק ומפרישים אותם בצואה, מהווים סיכונים לסביבה הימית

מחקר חדש של אוניברסיטת תל אביב חשף ממצאים מדאיגים על התפשטות חלקיקי מיקרופלסטיק ברשת המזון הימית. בשנים האחרונות, מחקרים רבים בחנו את הסכנות של בעלי חיים ימיים וליתר דיוק, אורגניזמים הניזונים מסננים, בליעת חלקיקי מיקרופלסטיק בלתי מתכלים.

במחקר הנוכחי, צוות המחקר ביקש להבין כיצד הסינון הביולוגי על ידי אורגניזמים הניזונים מסננים משפיע על המיקרו-פלסטיק בסביבתם. הממצאים מצביעים על כך שהחלקיקים מופרשים בצואה של בעלי חיים ימיים, מה שגורם להם להיות בלתי ניתנים לזיהוי כפלסטיק לסביבה הימית, אך עשוי להיות חומר אורגני אחר המתאים לצריכה.

בנוסף, הנוכחות של מיקרופלסטיק בתוך הצואה משפיעה על פיזור הצואה, מה שגורם להצטברות של צואה וחלקיקי פלסטיק. זה עלול להגביר את רמות הפחמן והחנקן בקרקעית הים ולהוביל לפריחה של אצות, שיש להן השפעה קריטית על האיזון של מארג המזון הימי.

המחקר נערך על ידי Ph.D. סטודנטית עדן הראל מבית הספר לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים בווייז, פרופ' נועה שנקר מבית הספר לזואולוגיה ומוזיאון שטיינהרדט לתולדות הטבע ופרופ' אינס צוקר מבית הספר להנדסת מכונות ובית הספר פורטר של האוניברסיטה. מדעי הסביבה וכדור הארץ, הכל באוניברסיטת תל אביב. המחקר פורסם בכתב העתכימוספירה.

פרופ' שנקר מסביר, "לפני כעשור, כאשר החלה לעלות המודעות לבעיית זיהום הפלסטיק בסביבה הימית, התמקדו חוקרים רבים בזיהוי מיקומם וקנה המידה של חלקיקי מיקרופלסטיק. לאחרונה, המוקד המחקרי עבר להשפעות ולנזקים הנגרמים על ידי מיקרופלסטיק. עם זאת, ניסויים רבים בתחום זה נערכים באמצעות פלסטיק נקי וקנוי, בעוד בים חלקיקי הפלסטיק חשופים למגוון רחב של השפעות ומזהמים.

"מטרתנו לבחון האם וכיצד פלסטיק משתנה לאחר מעבר דרך מערכת העיכול של אורגניזם ימי וכיצד תהליך זה משפיע על נוכחות הפלסטיק והזמינות שלו לאורגניזמים אחרים".


המעבדה באוניברסיטת תל אביב שבה נערך הניסוי. © עדן הראל.

החוקרים יצרו מערכת ניסיונית במעבדה המדמה מי ים המכילים אסידיאנים - בעלי חיים ימיים הניזונים על ידי סינון יעיל וללא הבחנה של חלקיקים זעירים מהמים. הם חשפו את האססידיאנים לשני סוגים של חלקיקי פלסטיק: פוליסטירן קונבנציונלי (PS), שנמצא בשימוש נרחב, וחומצה פולילקטית (PLA), המשווק כחומר ביו-פלסטיק מתכלה וידידותי לסביבה.

לאחר מכן הם בחנו את השפעת תהליך הסינון של האססידיאנים על ריכוז ופיזור חלקיקי הפלסטיק במים בארבעה מרווחים: בזמן החשיפה, לאחר שעתיים (כאשר האססידיאנים סיננו את כל המים הזמינים ובלעו את חלקיקי המיקרופלסטיק). לאחר 24 שעות ולאחר 48 שעות (בעקבות עיכול והפרשת צואה למים).

הממצאים הראו כי כ-90% מחלקיקי הפוליסטירן הוצאו מהמים לאחר שעתיים של סינון, אך כל החלקיקים חזרו למים לאחר 48 שעות, לאחר מעבר במערכת העיכול. לעומת זאת, ריכוז חלקיקי ה-PLA במים ירד משמעותית ונשאר נמוך למשך 48 שעות, חלקיקי PLA גדולים יותר ככל הנראה התפרקו במהלך העיכול וחזרו למים כחלקיקים קטנים יותר שאינם ניתנים לזיהוי בגודל ננו.

גלה את החידושים האחרונים בתחום המדע, הטכנולוגיה והחלל עם מעל100,000 מנוייםשמסתמכים על Phys.org לתובנות יומיומיות.
הירשמו לשלנוניוזלטר בחינםולקבל עדכונים על פריצות דרך,
חידושים ומחקרים שחשובים -יומי או שבועי.

בשלב השני של המחקר, החוקרים בדקו מה קרה לחלקיקי המיקרו-פלסטיק שסוננו, עוכלו והופרשו חזרה לעמוד המים. לשם כך הם בודדו חלקיקי מיקרו-פלסטיק מהצואה של האססידיאנים וניתחו אותם באמצעות ספקטרוסקופיה של ראמאן, מכשיר מתקדם המזהה את ההרכב הכימי של החומרים על ידי פיזור קרן לייזר.

הראל מסביר, "גילינו שמכשיר הספקטרוסקופיה הרגיש כלל לא הצליח לזהות את החומר כפלסטיק ובמקום זאת זיהה את החלקיק כסוג אחר של חומר אורגני. הממצאים שלנו חשפו שחלקיקי מיקרופלסטיק מופרשים ממערכת העיכול של האססידיאן המצופים בשכבת צואה, וסביר להניח שגם הסביבה הימית מזהה חלקיקים אלו כחומר אורגני זה.

"מכיוון שבעלי חיים ימיים רבים ניזונים מצואה, הם עשויים בהחלט לבלוע פלסטיק ששינה את תכונותיו, ומזהה אותו כמזון. כך הם גם נחשפים למיקרו-פלסטיק, ומפיצים אותם הלאה בתוך מארג המזון הימי. ציפוי הצואה עשוי לשמש מצע להתיישבות חיידקים ולהגביר את ההידבקות והצטברות של מזהמים כמו מתכות כבדות ושאריות חומרים אורגניים (כמו אנטיביוטיקה) על חלקיקי הפלסטיק".


החוקרים מנתחים הפרשות של בעלי חיים ימיים. © עדן הראל

פרופ' צוקר מוסיף, "תופעה זו משפיעה גם על ביו-פלסטיק המשווקים כ'מתכלים': אלא אם מתקיימים תנאים לפירוק מוחלט שלהם, הם נשארים כזיהום חלקיקים שמשנה תכונות במהלך המעבר במערכת העיכול. הטרנספורמציות הרבות שעוברות חלקיקי פלסטיק בסביבה - מבליה ועד תהליכי עיכול, כפי שנחקרו במחקר זה - הופכות אותם לנשאים של מזהמים ומחלות בתוך מארג המזון".

בשלב השלישי של המחקר בחנו החוקרים את ההשפעה ההפוכה: כיצד חלקיקי מיקרופלסטיק משפיעים על צואה, חומר אורגני הממלא תפקיד חיוני באקולוגיה הימית.

הראל מסביר, "גילינו שפלסטיק משנה תכונות פיזיקליות חשובות של צואה. צואה רגילה שוקעת לאט מאוד דרך עמודת המים, ומשמשת מזון לאורגניזמים רבים לאורך הדרך. לעומת זאת, צואה המכילה חלקיקי מיקרופלסטיק שוקעת במהירות אל קרקעית הים. זה מסיר מקור תזונה חשוב מעמודת המים.

"בנוסף, קצב השקיעה המהיר יותר הפחית את פיזור הצואה, וגרם להצטברות של צואה וחלקיקי פלסטיק בקרבת מקום מושבו של בעלי החיים. הצטברות זו יכולה להגביר את רמות הפחמן והחנקן בקרקעית הים ולעורר פריחת אצות, המייצגת השפעה קריטית נוספת של מיקרופלסטיק על האיזון של מארג המזון הימי".

החוקרים מסכמים, "במחקר זה, חשפנו היבטים משמעותיים של ההשפעה של בעלי חיים הניזונים מסננים על המאפיינים של חלקיקי מיקרופלסטיק בסביבתם ובתוך מארג המזון הימי. המסקנה המדאיגה ביותר היא שבעיית המיקרו-פלסטיק מורכבת הרבה יותר ממה שחשבו בתחילה.

"לזיהום הפלסטיק בסביבה הימית יש ממדים בלתי צפויים רבים, והמורכבות שלו ממשיכה לגדול. לפעמים, לא אנחנו ולא הסביבה יכולים אפילו לזהות אותו כפלסטיק. ככל שעובר הזמן, הפלסטיק ממשיך לפגוע ביותר ויותר מערכות אקולוגיות ימיות. מחובתנו לפתח טכנולוגיות חדשות כדי לצמצם את התופעה המסוכנת הזו".

מידע נוסף:
עדן הראל וחב', השפעות סינון ביולוגי על ידי ascidians על הרכב המיקרו-פלסטיק בעמודת המים,כימוספירה(2024).DOI: 10.1016/j.chemosphere.2024.143589

מסופק על ידי
אוניברסיטת תל אביב

צִיטָטָה:
בעלי חיים ימיים צורכים חלקיקי מיקרו-פלסטיק ומפרישים אותם בצואה, מהווים סיכונים לסביבה הימית (2025, 15 בינואר)