Η παρουσία μικροπλαστικών και νανοπλαστικών στους ωκεανούς έχει γίνει μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις για την επιστημονική κοινότητα. Όλο και περισσότερα είδη αναγνωρίζονται ότι έρχονται σε επαφή με αυτά τα συντρίμμια, αλλά ορισμένα, όπως τα καβούρια fiddler , επιδεικνύουν έναν ιδιαίτερα εντυπωσιακό ρόλο στον τρόπο με τον οποίο το πλαστικό μετασχηματίζεται μέσα στα παράκτια οικοσυστήματα.
Αρκετές πρόσφατες μελέτες που διεξήχθησαν σε μαγκρόβια δάση της Λατινικής Αμερικής και αναλύθηκαν από πανεπιστήμια στη Βραζιλία, την Ιταλία και την Κολομβία επιβεβαίωσαν ότι αυτά τα μικρά καρκινοειδή όχι μόνο καταναλώνουν θραύσματα πλαστικού που υπάρχουν στο ίζημα, αλλά είναι επίσης ικανά να διασπάσουν αυτά τα μικροπλαστικά σε ακόμη μικρότερα σωματίδια μέσα σε λίγες μέρες. Αυτή η διαδικασία ανοίγει έναν νέο δρόμο έρευνας για το πώς δημιουργείται και μετακινείται η πλαστική ρύπανση στις θάλασσες και τις εκβολές ποταμών, με επιπτώσεις που επεκτείνονται έμμεσα στην Ευρώπη και την Ισπανία, οι οποίες παρακολουθούν στενά τις επιπτώσεις του πλαστικού στις ακτές τους.
Ένα ελάχιστα τεκμηριωμένο βιολογικό φαινόμενο: καβούρια fiddler και μικροπλαστικά
Σε μελέτες που διεξήχθησαν με είδη όπως τα Leptuca leptodactyla και Minuca vocator , τυπικά των τροπικών μαγκρόβιων δασών, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι αυτά τα καρκινοειδή αλληλεπιδρούν ενεργά με μικροπλαστικά που εναποτίθενται στον βυθό. Ενώ τρέφονται με τα ιζήματα, καταναλώνουν ακούσια μικρά σωματίδια συνθετικών πολυμερών, τα οποία στη συνέχεια ταξιδεύουν σε όλο το πεπτικό τους σύστημα.
Αυτά τα ζώα ζουν σε ιδιαίτερα υποβαθμισμένες μαγκρόβιες περιοχές με υψηλά επίπεδα πλαστικού , όπου η αστική και γεωργική επέκταση έχει αυξήσει δραματικά τη ρύπανση. Παρά το σκληρό αυτό περιβάλλον, οι πληθυσμοί των καβουριών fiddler επιμένουν, επιτρέποντας στους επιστήμονες να παρατηρήσουν πώς η διατροφική τους συμπεριφορά συμβάλλει στη φυσική αλλοίωση των πλαστικών αποβλήτων.
Μία από τις μελέτες, που διεξήχθη από ομάδες του Πανεπιστημίου του Σάο Πάολο και του Πανεπιστημίου του Σαλέντο , επικεντρώθηκε στην ικανότητα των καρκινοειδών να τροποποιούν τη δομή των πολυμερών. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι, μετά την κατάποση, τα καβούρια είναι σε θέση να μετατρέψουν τα μικροπλαστικά σε ακόμη μικρότερα σωματίδια, μεγέθους νανομέτρου , τα οποία είναι δύσκολο να ανιχνευθούν χρησιμοποιώντας τυπικές τεχνικές περιβαλλοντικής δειγματοληψίας.
Αυτή η αλληλεπίδραση δεν περιορίζεται στην απλή διέλευση του πλαστικού μέσω του εντέρου. Εργαστηριακές και επιτόπιες αναλύσεις δείχνουν ότι, μετά την πεπτική διέλευση, τα κόπρανα των ζώων περιέχουν σημαντικό ποσοστό λεπτοκομμένων θραυσμάτων πλαστικού , γεγονός που υποδηλώνει ενεργό ρόλο στον βιολογικό κατακερματισμό.
Πώς καταφέρνουν να τεμαχίζουν το πλαστικό: ο μηχανισμός θρυμματισμού
Το μυστικό αυτής της ικανότητας έγκειται στη μορφολογία του στόματος και στο εξειδικευμένο πεπτικό σύστημα των καβουριών fiddler. Αυτά τα καρκινοειδή έχουν στοματικές δομές προσαρμοσμένες στην επεξεργασία ιζημάτων και οργανικής ύλης, οι οποίες όμως, στην πράξη, χρησιμεύουν επίσης για την υποβολή του πλαστικού σε έντονο μηχανικό θρυμματισμό.
Σύμφωνα με τεχνικές αναφορές, ο συνδυασμός ξύσης και λείανσης με τα στοματικά όργανα , μαζί με τη συστολή του στομάχου και την κίνηση του βλωμού της τροφής, δρα στα μικροπλαστικά σαν να περνούν από ένα μικρό μύλο. Αυτό ενισχύεται περαιτέρω από τη δράση των πεπτικών ενζύμων και των συναφών μικροοργανισμών , τα οποία μπορούν να τροποποιήσουν την επιφάνεια των πολυμερών και να διευκολύνουν τη διάσπασή τους σε πολλά θραύσματα.
Με αυτόν τον τρόπο, μέσα σε λίγες ημέρες, σχετικά μεγάλα θραύσματα πλαστικού διασπώνται σε πολύ μικρότερα σωματίδια , μερικά μάλιστα σε νανοπλαστική κλίμακα. Ενώ αυτό δεν αποτελεί πλήρη υποβάθμιση με τη χημική έννοια, αντιπροσωπεύει μια βαθιά αλλαγή στον τρόπο με τον οποίο ο ρύπος υπάρχει στο θαλάσσιο περιβάλλον.
Οι ερευνητές περιγράφουν αυτό το φαινόμενο ως ένα είδος «μηχανικής βιοαποικοδόμησης», κατά την οποία ο οργανισμός δεν καταστρέφει το πλαστικό, αλλά μάλλον το υποβάλλει σε μια επιταχυνόμενη διαδικασία αποικοδόμησης. Το αποτέλεσμα είναι ένα υλικό που διασπείρεται περισσότερο και είναι δύσκολο να ελεγχθεί, γεγονός που θέτει νέες προκλήσεις για τις πολιτικές διαχείρισης αποβλήτων.
Πειράματα σε μαγκρόβια δάση με υψηλή ρύπανση
Πολλά από τα δεδομένα ελήφθησαν από μαγκρόβια δάση στη βόρεια ακτή της Κολομβίας , περιοχές όπου έχουν καταγραφεί μερικά από τα υψηλότερα επίπεδα πλαστικής ρύπανσης στον πλανήτη. Σε αυτούς τους υγροτόπους, μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Αντιόχειας σχεδίασε ένα συγκεκριμένο πείραμα για να παρατηρήσει πώς τα καβούρια αλληλεπιδρούν με τις μικροσφαίρες πολυαιθυλενίου.
Οι επιστήμονες οριοθέτησαν πέντε οικόπεδα του ενός τετραγωνικού μέτρου σε ένα αστικό μαγκρόβιο δάσος και τα ψέκασαν επανειλημμένα με φθορίζουσες πλαστικές μικροσφαίρες, οι οποίες εκπέμπουν έντονα χρώματα όταν φωτίζονται με υπεριώδες φως. Αυτή η διαδικασία επαναλήφθηκε για 66 ημέρες , μετά τις οποίες ελήφθησαν δείγματα εδάφους και δείγματα από συνολικά 95 καβούρια fiddler.
Στόχος ήταν να προσδιοριστεί όχι μόνο εάν τα ζώα κατάποσαν το υλικό, αλλά και πώς κατανεμήθηκαν τα σωματίδια σε διαφορετικά όργανα και εάν υπήρξε σημαντικός φυσικός κατακερματισμός. Οι επακόλουθες ανατομές και αναλύσεις αποκάλυψαν την παρουσία μικροπλαστικών σε συγκεντρώσεις πολύ υψηλότερες από αυτές που βρέθηκαν στο περιβάλλον ίζημα.
Συγκεκριμένα, η μελέτη διαπίστωσε ότι τα καβούρια είχαν συσσωρεύσει μια συγκέντρωση πλαστικών σωματιδίων 13 φορές μεγαλύτερη από αυτή του δαπέδου των μαγκρόβιων δασών. Αυτό το φορτίο δεν ήταν ομοιόμορφα κατανεμημένο: η μεγαλύτερη ποσότητα εντοπίστηκε στο οπίσθιο έντερο, το τμήμα όπου η τροφή αλέθεται πιο έντονα και όπου, σύμφωνα με τους συγγραφείς, συμβαίνει μεγάλο μέρος του θρυμματισμού.
Από τα μικροπλαστικά στα νανοπλαστικά: ένα πρόβλημα που γίνεται μικρότερο, αλλά βαθύτερο
Ένα από τα πιο σημαντικά ευρήματα αυτής της έρευνας είναι ότι τα καβούρια-βιολιστές δρουν ως παράγοντες που αυξάνουν τη βιοδιαθεσιμότητα του πλαστικού . Μειώνοντας το μέγεθος των θραυσμάτων που καταπίνονται, μετατρέπουν τα μικροπλαστικά που προηγουμένως μπορούσαν να καταποθούν μόνο από ορισμένα ζώα σε νανοπλαστικά προσβάσιμα σε ένα πολύ ευρύτερο φάσμα οργανισμών.
Τα νανοπλαστικά, λόγω του μικροσκοπικού τους μεγέθους, μπορούν διασχίζουν τα βιολογικά εμπόδια πιο εύκολα και συσσωρεύονται σε ιστούς που, κατ' αρχήν, θα ήταν λιγότερο εκτεθειμένοι σε μεγαλύτερα σωματίδια. Οργανισμοί που τρέφονται με φιλτράρισμα, μικρά ασπόνδυλα και προνύμφες de peces Αυτό τους δίνει πρόσβαση σε πλαστικά υπολείμματα που προηγουμένως ήταν εκτός εμβέλειάς τους.
Αυτό το άλμα κλίμακας περιπλέκει την παρακολούθηση του ρύπου, επειδή τα νανοπλαστικά είναι πολύ πιο δύσκολο να ανιχνευθούν και να ποσοτικοποιηθούν. Σε οικολογικό επίπεδο, οι επιστήμονες φοβούνται ότι αυτά τα σωματίδια θα ενσωματωθούν σιωπηλά στο τροφικό πλέγμα , ανεβαίνοντας σταδιακά για να φτάσουν σε εμπορικά πολύτιμα είδη και, κατά συνέπεια, στα πιάτα των καταναλωτών.
Στην Ευρώπη, όπου η ρύπανση από πλαστικά στις ακτές και στα εκβολές ποταμών αποτελεί ιδιαίτερη ανησυχία σε περιοχές όπως η Μεσόγειος, η Κανταβρική Θάλασσα και ο Ατλαντικός, η ύπαρξη βιολογικών διεργασιών που πολλαπλασιάζουν τα θραύσματα πλαστικού προσθέτει πίεση στις στρατηγικές πρόληψης. Παρόλο που οι μελέτες που περιγράφονται επικεντρώνονται σε αμερικανικά είδη, οι παρατηρούμενοι μηχανισμοί μπορούν να χρησιμεύσουν ως αναφορά για την αξιολόγηση των κινδύνων για τα καβούρια και άλλα ασπόνδυλα που υπάρχουν στους ευρωπαϊκούς υγροτόπους.
Ο ρόλος των βακτηρίων και οι διαφορές μεταξύ αρσενικών και θηλυκών
Μια άλλη εντυπωσιακή πτυχή της έρευνας είναι η πιθανή εμπλοκή βακτηρίων που σχετίζονται με το πεπτικό σύστημα των καβουριών . Οι συγγραφείς υποστηρίζουν ότι ορισμένοι μικροοργανισμοί θα μπορούσαν να συμβάλουν στην αλλοίωση της επιφάνειας των πολυμερών, καθιστώντας τα πιο εύθραυστα και προωθώντας την αποσύνθεσή τους σε μικρότερα θραύσματα.
Αυτός ο συνδυασμός πεπτικής μηχανικής και μικροχλωρίδας θα δημιουργούσε ένα είδος μικροσκοπικού «βιολογικού αντιδραστήρα» μέσα στο σώμα του καβουριού, όπου το πλαστικό υποβάλλεται σε φυσικές και χημικές συνθήκες πολύ διαφορετικές από αυτές που θα έβρισκε να επιπλέει στη στήλη του νερού ή να εναποτίθεται στον πυθμένα της θάλασσας.
Οι αναλύσεις αποκάλυψαν επίσης μια λεπτομέρεια που έχει προκαλέσει ιδιαίτερο ενδιαφέρον: περισσότερα κατακερματισμένα σωματίδια βρέθηκαν στα θηλυκά παρά στα αρσενικά. Αν και δεν υπάρχει ακόμη οριστική εξήγηση, εξετάζονται παράγοντες όπως οι διαφορές στη διατροφική συμπεριφορά, ο χρόνος που η τροφή παραμένει στον πεπτικό σωλήνα ή οι διακυμάνσεις στη σύνθεση του εντερικού μικροβιώματος μεταξύ των φύλων.
Όλα αυτά υποδηλώνουν ότι, ακόμη και εντός του ίδιου είδους, δεν συμβάλλουν όλα τα άτομα εξίσου στον κατακερματισμό των πλαστικών, κάτι που θα μπορούσε να επηρεάσει τον τρόπο με τον οποίο κατανέμονται οι ρύποι σε έναν συγκεκριμένο πληθυσμό.
Οικολογικοί κίνδυνοι και κίνδυνοι τροφικής αλυσίδας
Η ικανότητα αυτών των καρκινοειδών να διασπούν το πλαστικό δεν πρέπει να ερμηνεύεται ως φυσική λύση στο πρόβλημα των θαλάσσιων απορριμμάτων. Μάλιστα, οι ίδιοι οι ερευνητές επιμένουν ότι πρόκειται για μια διαδικασία με σαφείς οικολογικούς κινδύνους . Πολλαπλασιάζοντας τον αριθμό των θραυσμάτων και μειώνοντας το μέγεθός τους, ο ρύπος γίνεται πιο πανταχού παρών και ενδεχομένως πιο επιβλαβής.
Τα καβούρια Fiddler αποτελούν μέρος της διατροφής πολλών αρπακτικών, συμπεριλαμβανομένων πτηνών, ψαριών και άλλων μεγαλύτερων ζώων . Εάν οι ιστοί τους συσσωρεύσουν κατακερματισμένα μικρο- και νανοπλαστικά, αυτά μπορούν να περάσουν απευθείας στους οργανισμούς που τρέφονται με αυτά, προσθέτοντας στο ρυπογόνο φορτίο που ήδη λαμβάνουν μέσω άλλων μέσων.
Αυτός ο μηχανισμός μεταφοράς εγείρει επίσης ανησυχίες σχετικά με την ασφάλεια των ανθρώπινων τροφίμων . Αρκετές μελέτες έχουν συνδέσει την παρουσία μικροπλαστικών και νανοπλαστικών στο σώμα με πιθανές δυσμενείς επιπτώσεις στην υγεία, όπως φλεγμονή, αναπνευστικά και καρδιαγγειακά προβλήματα, ακόμη και ορισμένους τύπους καρκίνου. Παρόλο που η έρευνα βρίσκεται ακόμη σε εξέλιξη, το γεγονός ότι ορισμένα ζώα επιταχύνουν τον σχηματισμό αυτών των σωματιδίων απαιτεί αυξημένη επαγρύπνηση.
Οι ειδικοί επισημαίνουν ότι, αντί να βασιζόμαστε σε μια υποτιθέμενη «οικοσυστημική υπηρεσία» των καβουριών, η επείγουσα ανάγκη είναι να μειωθεί δραστικά η είσοδος πλαστικών σε ποτάμια και θάλασσες , να βελτιωθεί η διαχείριση των αποβλήτων και να ενισχυθούν οι κανονισμοί για τα προϊόντα που απελευθερώνουν μικροπλαστικά, κάτι που ήδη προωθείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση.
Επιπτώσεις για την Ευρώπη και ανοιχτές γραμμές έρευνας
Παρόλο που οι μελέτες που περιγράφονται διεξήχθησαν σε μαγκρόβια δάση στη Βραζιλία και την Κολομβία, τα συμπεράσματα έχουν άμεσες επιπτώσεις σε περιοχές όπως η Ισπανία και η υπόλοιπη Ευρώπη . Η παρουσία ειδών καβουριών και άλλων ασπόνδυλων που τρέφονται με ιζήματα σε έλη, εκβολές ποταμών και ζώνες μεταξύ των παλιρροιών υποδηλώνει ότι ενδέχεται να συμβαίνουν παρόμοιες διαδικασίες κατακερματισμού, ακόμη και αν δεν έχουν τεκμηριωθεί με την ίδια λεπτομέρεια.
Στο ευρωπαϊκό πλαίσιο, όπου έχουν εφαρμοστεί οδηγίες για τον περιορισμό των πλαστικών μιας χρήσης και τη ρύθμιση των σκόπιμα προστιθέμενων μικροπλαστικών , η κατανόηση του ρόλου της άγριας ζωής στη μετατροπή αυτών των αποβλήτων μπορεί να βοηθήσει στη βελτίωση των στρατηγικών περιβαλλοντικής παρακολούθησης. Δεν αρκεί να ποσοτικοποιήσουμε τα ορατά πλαστικά. Πρέπει επίσης να λάβουμε υπόψη τους βιολογικούς μηχανισμούς που παράγουν σωματίδια αόρατα με γυμνό μάτι.
Ανοιχτές γραμμές έρευνας περιλαμβάνουν τη μελέτη άλλων καρκινοειδών και βενθικών οργανισμών που αναδεύουν τα ιζήματα και θα μπορούσαν να δράσουν παρόμοια, την αξιολόγηση των μακροπρόθεσμων επιπτώσεων της έκθεσης σε νανοπλαστικά στην υγεία των ειδών και την ανάπτυξη λεπτότερων αναλυτικών μεθόδων για την ανίχνευση αυτών των σωματιδίων σε ιστούς και οικοσυστήματα.
Για παράκτιες χώρες όπως η Ισπανία, με μεγάλες εκτάσεις βάλτων και παράκτιων υγροτόπων που συνδέονται άμεσα με αστικές και γεωργικές περιοχές, η κατανόηση του κατά πόσον τα τοπικά τους είδη διαδραματίζουν παρόμοιο ρόλο με τα λατινοαμερικάνικα καβούρια θα είναι το κλειδί για την πρόβλεψη των κινδύνων και τον σχεδιασμό σχεδίων διατήρησης που να ευθυγραμμίζονται περισσότερο με τις πραγματικότητες της γης.
Τα συσσωρευμένα στοιχεία δείχνουν ότι τα καβούρια fiddler δεν είναι απλοί μάρτυρες της πλαστικής ρύπανσης, αλλά ενεργοί παράγοντες που μετατρέπουν τα απόβλητα που φτάνουν στα μαγκρόβια δάση. Η ικανότητά τους να θρυμματίζουν τα μικροπλαστικά σε ολοένα και μικρότερα σωματίδια καταδεικνύει τον βαθμό στον οποίο το πρόβλημα των πλαστικών έχει ενσωματωθεί στη φυσική δυναμική των οικοσυστημάτων , καθιστώντας απαραίτητη την αντιμετώπιση της ρύπανσης όχι μόνο με την απομάκρυνση των ορατών αποβλήτων, αλλά και με τη δραστική μείωση της παραγωγής και της απελευθέρωσής τους στο περιβάλλον.
