Международная исследовательская группа под руководством ученых из Колледжа сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды имени Мартина-Гаттона при Университете Кентукки обнаружила, что единственное местное насекомое Антарктиды пристрастилось поглощать микропластик даже в одном из самых отдаленных и суровых регионов планеты.
Исследование, опубликованное в журнале Science of the Total Environment, стало первым, в котором изучалось влияние микропластика на антарктических насекомых. В ходе экспериментов частицы пластика были обнаружены в организме мошек, пойманных в дикой природе.
Джек Девлин, который руководил работой, сказал, что проект начался после того, как он был потрясен документальным фильмом о загрязнении пластиком. «Этот фильм просто поразил меня», — сказал Девлин, — «Я начал читать о влиянии пластика на насекомых и подумал: если пластик появляется повсюду, то есть ли он в Антарктиде?»
Сильная маленькая мошка в меняющемся мире
Belgica antarctica — это некусающее бескрылое насекомое из семейства Chironomidae. В России ее родственников называют комары-звонцы. Мошка размером с рисовое зернышко — самое южное насекомое на Земле и единственное, обитающее исключительно в Антарктиде. Ее куколки и личинки живут во влажных местах, покрытых мхом и водорослями, вдоль Антарктического полуострова и могут достигать плотности почти 40 000 особей на квадратный метр. Они помогают перерабатывать отмершие части растений и возвращать питательные вещества в почву.
Мошка относится к насекомым-полиэкстремофилам. Они справляются с сильным холодом, высыханием, высоким содержанием соли, резкими перепадами температуры и ультрафиолетовым излучением. Но защищает ли их эта устойчивость от нового стресса, такого как микропластик, или же они уязвимы перед тем, с чем они никогда раньше не сталкивались?
Хотя Антарктиду часто представляют как нетронутый дикий край, более ранние исследования выявили фрагменты пластика в свежем снегу и окружающей его морской воде. Концентрация пластика ниже, чем в большинстве регионов мира, но океанические течения, перенос ветром на большие расстояния и деятельность человека на исследовательских базах и кораблях по-прежнему приводят к попаданию пластика на континент.
Проверка микропластика на прочность
По словам Девлина, исследовательская группа провела ряд тестов с участием мошек, и результаты оказались неожиданными. Даже при самых высоких концентрациях пластика выживаемость не снижалась. Их базовый метаболизм тоже не изменился. На первый взгляд, с ними все было в порядке.
При более тщательном изучении была выявлена небольшая разница. У личинок, подвергшихся воздействию большего количества микропластика, было меньше жировых запасов, в то время как уровень углеводов и белков оставался примерно равным уроню у контрольных особей.
Девлин считает, что замедленное питание при низких температурах и сложный состав естественной почвы, в которой обитают насекомые, могут ограничивать количество потребляемого ими пластика. Из-за логистических трудностей, связанных с работой в Антарктиде, период воздействия составил всего 10 дней. По его словам, для более глубокого понимания потенциального воздействия микропластика необходимы более длительные эксперименты.
Поиск пластика в организмах диких антарктических мошек
Второй этап проекта был посвящен более фундаментальному вопросу: попадают ли микрочастицы пластика в организм диких личинок Belgica в Антарктиде? Во время исследовательского путешествия в 2023 году вдоль западного побережья Антарктического полуострова команда собрала личинки в 20 местах на 13 островах и законсервировала их в специальном составе.
Чтобы найти пластик внутри личинок, Девлин сотрудничал с итальянским экспертом по микропластику Элизой Бергами из Университета Модены и Реджо-Эмилии и специалистом по визуализации Джованни Бирардой из Elettra Sincrotrone Trieste. Команда препарировала пятимиллиметровых личинок и проанализировала содержимое их кишечника с помощью систем визуализации, способных идентифицировать химические «отпечатки» частиц размером до четырех микрометров — намного меньше порога человеческого зрения. Изучив 40 личинок, собранных по всему региону, они обнаружили только два фрагмента микропластика.
Находка всего двух фрагментов может показаться незначительной, но Девлин считает это тревожным сигналом. «В Антарктиде по-прежнему гораздо меньше пластика, чем на большей части планеты, и это хорошая новость, — сказал Девлин. — Наше исследование показывает, что пока микропластик интенсивно не засоряет почвенные сообщества. Но теперь мы можем сказать, что он попадает в систему и при достаточно высоком уровне начинает менять энергетический баланс насекомых».
Поскольку у личинок нет подземных врагов, любой пластик, который они проглатывают, скорее всего, не попадает в местную пищевую цепочку. Однако выползающих на воздух взрослых мошек могут клевать птицы. По словам Девлина, проблема заключается еще и в том, личинки развиваются долго, около года. Если они будут продолжать поглощать микропластик на протяжении всего цикла развития, особенно с учетом того, что потепление и засуха создают дополнительный стресс, концентрация частиц в организмах мошек неизбежно вырастет, и они начнут передавать микропластик пернатым.
Глобальная проблема
По мнению Девлина, полученные данные показывают, насколько широко распространилось антропогенное загрязнение. Когда-то он считал, что Антарктида — одно из последних мест, где с этим не борются. Теперь его мнение изменилось: «Ты приезжаешь туда, работаешь с этим удивительным крошечным насекомым, которое живет там, где нет ни деревьев, ни растений, и все равно находишь пластик в его кишечнике. Это действительно показывает, насколько масштабна проблема».
По словам Девлина, в ходе дальнейшей работы будут отслеживаться изменения уровня содержания микропластика в антарктических почвах, а также проводиться более длительные эксперименты с многократными воздействиями на Belgica antarctica и другие почвенные организмы.
Антарктида предоставляет нам более простую экосистему, в которой можно задавать очень конкретные вопросы. Если мы будем внимательны сейчас, то сможем извлечь уроки, которые пригодятся далеко за пределами полярных регионов.
Тем временем климатологи сделали неутешительный прогноз: большинство ледников Антарктиды обрушатся к 2300 году.
