Патогенные грибы колонизируют микропластик в почвах
Представители многочисленных патогенных видов грибов находят новую среду обитания на частицах микропластика в почве, что может быть одной из возможных причин роста грибковых инфекций. Это продемонстрировали исследователи из Байройта, Ганновера и Мюнхена в новом исследовании. С помощью методов высокопроизводительного секвенирования учёные проанализировали грибные сообщества из образцов почвы, взятых на участках вблизи человеческих поселений в западной Кении. Результаты опубликованы в журнале Scientific Reports.
Это первое исследование, сфокусированное на грибных сообществах на частицах микропластика в почве. Многие из обнаруженных видов относятся к группам грибов, патогенных для растений, животных и людей. Патогенные микрогрибы способны колонизировать обычно негостеприимные поверхности частиц микропластика благодаря своему характерному адгезивному образу жизни. Кроме того, они способны выдерживать сильное солнечное излучение и жару, которым подвергаются на поверхности почвы.
"Мы смогли наблюдать все стадии формирования грибного биоплёнки на частицах микропластика, извлечённых из образцов почвы. Тем самым мы доказали, что грибы не только растут, но и размножаются в так называемой пластисфере. Данные микроскопических исследований и анализа ДНК подтверждают предположение, что грибы систематически колонизируют микропластик в почве. Более того, они свидетельствуют, что микропластик в почве накапливает определённые патогенные виды грибов: некоторые виды, опасные для человека, включая чёрные грибы и криптококковые дрожжевые грибы, присутствуют на поверхности частиц микропластика в более высоких концентрациях, чем в окружающей почве. Наше исследование, таким образом, оправдывает предположение, что микропластик в почве является потенциальным источником грибковых инфекций", — говорит ведущий автор исследования, магистр наук Герасимос Гкуцелис, аспирант кафедры микологии Университета Байройта.
Для исследования частиц микропластика использовались методы визуализации, такие как сканирующая электронная микроскопия и конфокальная лазерная сканирующая микроскопия. Метабаркодинг показал, что количество видов на частицах микропластика было ниже, чем в образцах почвы.
"Наши результаты подтверждают предположение, что на частицах микропластика формируются специализированные грибные сообщества, которые значительно отличаются от сообществ в окружающей почве. В то же время мы смогли доказать, что количество видов грибов, встречающихся на микропластике в почве, значительно выше, чем количество видов, колонизирующих частицы микропластика в реках и озёрах", — объясняет профессор д-р Герхард Рамбольд, заведующий кафедрой микологии Университета Байройта.
Особенно в тропических странах риск того, что микропластик в почве станет переносчиком патогенных грибов, сравнительно высок. Исследованные образцы почвы, содержащие микропластик, были собраны на участках в западнокенийском городе Сиая. Места отбора проб включали рынок, свалку, обочину дороги и двор.
"Хотя пластиковые отходы часто изображаются как проблема стран третьего мира, Кения на самом деле имеет статус пионера в предотвращении образования пластиковых отходов. С 2017 года там принимаются эффективные меры по устранению одноразового пластика. Кения также присоединилась к альянсу по предотвращению импорта пластика из промышленно развитых стран. Это означает, что меры по противодействию проблеме пластиковых отходов в окружающей среде были приняты на раннем этапе. Тот факт, что мы обнаружили многочисленные потенциально патогенные грибные колонии в образцах почвы из Кении, является явным указанием на актуальность проблемы в тропических регионах в целом, где уровень грибковых инфекций уже высок. Во всём мире грибковые инфекции растут. Наше исследование показывает: меры по предотвращению попадания пластиковых отходов в окружающую среду и дальнейшему развитию управления отходами срочно необходимы в глобальном масштабе", — поясняет профессор Рамбольд.
Результаты, опубликованные в Scientific Reports, стали результатом тесного междисциплинарного сотрудничества учёных Университета Байройта с партнёрами из Университета Лейбница в Ганновере и Мюнхенского университета имени Людвига-Максимилиана. Междисциплинарная рабочая группа в Университете Байройта является частью местного совместного исследовательского центра DFG 1357 "Микропластик". В этой команде учёные из областей микологии, микробиологии, биогеохимии и генетики совместно исследуют взаимодействие микропластика и микроорганизмов, живущих в почве.