Slanost vode smanjuje rizik od štetnih bakterija koje se prenose mikroplastikom iz slatke vode u more

Broj 617: Studija bakterija na mikroplastici u devet europskih rijeka pokazuje da slanost služi kao barijera koja sprječava ozbiljne patogene da putuju na velike udaljenosti na plastičnom otpadu. 

Mikroplastika je sve veći globalni problem, a mnoga istraživanja bave se njezinim transportom u okolišu i potencijalnim učincima na ekosustave i ljudsko zdravlje. Jedan aspekt plastičnog otpada koji može imati zdravstvene implikacije je prisutnost biofilmova – sloja mikroorganizama koji se skupljaju na njihovoj površini. Kada plastika završi u vodenim površinama, može se transportirati na velike udaljenosti, noseći sa sobom svoju 'plastisfernu' zajednicu mikroba.  

Unatoč takvim zabrinutostima, i dalje postoje praznine u istraživanjima o tome kako se ova mikrobna zajednica mijenja s okolišnim stresorima, dok se kreće kroz slatku vodu do mora, te u kojoj mjeri se patogeni potencijalno štetni za zdravlje ljudi i životinja nalaze na plastici koja se prenosi vodom.  

Francuski istraživači krenuli su na sedmomjesečnu misiju brodom koji je prešao devet glavnih europskih rijeka, uključujući Seinu i Rajnu, od mora do točke uzvodno od prvog gusto naseljenog grada na svakoj rijeci. Uzorkovali su vodu na četiri ili pet točaka duž gradijenta slanosti na rijekama, a zatim poduzorkovali kako bi analizirali hranjive tvari, čestice i bakterijsku raznolikost. Također su prikupljali mikroplastiku pomoću posebne mrežaste koće, analizirajući je kako bi identificirali vrste prisutne u plastisferi, njihovu virulenciju i sposobnost stvaranja biofilmova.  

Kako bi istražili bakterijsku kolonizaciju mikroplastike u istim vodama, mjesec dana prije dolaska broda, skupina s kopna postavila je netaknutu polietilensku, polioksimetilensku i najlonsku mrežu u osigurane cilindrične kaveze, koje su znanstvenici na brodu prikupili mjesec dana kasnije.  

Tim je u studiji ekstrahirao svu mikroplastiku koristeći alkohol i plamenom sterilizirane pincete prije nego što su je odmah zamrznuli u tekućem dušiku do ekstrakcije DNK-a, kako bi izbjegli rizik od kontaminacije. Proveli su sekvenciranje DNK svih uzorkovanih bakterija i koristili infracrveni spektrometar za analizu sastava sortirane mikroplastike koju su pronašli. Promatrali su bakterijske zajednice u svakoj rijeci zasebno, obraćajući posebnu pozornost na kolonizaciju potencijalno štetnih vrsta poput onih koje mogu uzrokovati cvjetanje otrovnih algi, bolesti kod ljudi i gljivica.  

Znanstvenici su svojim analizama otkrili da su bakterijske zajednice na mikroplastici vrlo različite u usporedbi sa slobodnoživućim bakterijama i onima vezanima za organske čestice u okolnim vodama.  

Ključno je da su njihovi podaci otkrili i različite zajednice mikroplastike u slatkoj vodi i moru, pri čemu su se estuariji razlikovali od oba. Morska mikroplastika imala je znatno nižu bogatstvo, ujednačenost i raznolikost bakterijskih zajednica od one iz rijeka. Identificirali su potencijalne rodove patogena. Aeromonas, Acidovorax, Arcobacter i Prevotella u uzorcima slatke vode, ali ne i u moru; dok Vibrio¹ bio je dominantni patogen u moru. Nisu pronašli prijenos patogena između njih dvoje.  

Ovi dokazi istaknuli su ono što su znanstvenici opisali kao „snažan selektivni pritisak između slatkovodnog i morskog okoliša“, što predstavlja ograničenje širenja mikroorganizama iz slatkovodnog u more kao dio plastisfere.  

Tim koji je bilježio patogen istaknuo je potencijalne rizike bakterija koje putuju mikroplastikom. Shewanella putrefaciens na mikroplastici po prvi put, isključivo u riječnoj vodi. Iako rijetko, S. trulež može zaraziti ljude, uzrokujući bolesti crijeva, kože i mekog tkiva. Međutim, barijera slanosti utvrđena u studiji sugerira da je vjerojatnost da takvi patogeni putuju iz rijeka u more mala.  

Pristupi korišteni u studiji otkrili su mikroplastiku koja se obično očekuje u vodotocima, s polietilenom kao dominantnom komponentom, koja čini 45% pronađenog, a polipropilenom kao drugom po veličini otkrivenom komponentom s 12%. Istraživači su otkrili da kemijski sastav polimera nije značajno utjecao na zajednicu plastisfere, iako su prethodni radovi sugerirali vezu.²Istraživači su sugerirali da bi to moglo biti zbog toga što su se te studije bavile dugoročnom kolonizacijom, a ne izravnim uzorkovanjem iz okoliša.  

Problem mikroplastike kao dodatnog staništa i vektora za prijenos patogena značajan je globalni problem. Europska unija bavi se onečišćenjem plastikom i mikroplastikom u raznim politikama zaštite okoliša, kemikalija i sektorima, uključujući Registraciju, evaluaciju, autorizaciju i ograničavanje kemikalija (REACH) u pogledu sintetičkih polimernih mikročestica, Marine Strategy Framework Directive a Okvirne direktive o vodamaPotonja nadležnost nad površinskim vodama, kako u unutrašnjosti tako i u prijelaznim zonama, znači da novi rad pruža relevantno znanje o biofilmovima i njihovim potencijalnim rizicima. 

Studija popunjava praznine u znanju u do sada ograničenim i fragmentiranim istraživanjima mikrobnih zajednica na mikroplastici, uzimajući u obzir različite prostorne lokacije. Dodatna istraživanja koja se bave izvan bakterija, skupinama poput virusa i jednostaničnih organizama, kao i istraživanja promjena ovisnih o plimi, pomogla bi u daljnjem informiranju buduće politike koja se bavi onečišćenjem plastikom, kvalitetom vode i zdravljem.  

Bilješke 

1. Ovaj rod koji podnosi slanu vodu uključuje vrste Vibrio kolere – koja uzrokuje koleru – i V. parahemolitikus – što može uzrokovati gastroenteritis. 

2. Na primjer: Pinto M, Langer TM, Hüffer T, Hofmann T, Herndl GJ. (2019) Sastav bakterijskih zajednica povezanih s plastičnim biofilmovima razlikuje se između različitih polimera i faza sukcesije biofilma. PLoS ONE 14(6): e0217165. 

Podijelite ovaj članak: