Пластисфера почвы: влияние частиц микропластика
Пластик повсеместно присутствует в окружающей среде. В то время как более ранние исследования были сосредоточены преимущественно на океане и водных системах, всё больше внимания уделяется почве, особенно сельскохозяйственным экосистемам, где выращивается пища.
Профессор Маттиас К. Риллиг (Институт биологии Свободного университета Берлина) вместе с соавторами доктором Шин Вун Кимом (постдоком в лаборатории Риллига) и профессором Йонг-Гуан Чжу (Китай) представили консолидированную концепцию почвенной пластисферы, подразумевая почву, находящуюся под непосредственным влиянием пластиковых частиц.
Их исследование, опубликованное в Nature Reviews Microbiology, обобщает многолетнюю работу по изучению микробного сообщества (или «микробиома»), колонизирующего пластиковые частицы. Пластисфера имеет ключевое значение для понимания воздействия пластика на наземные экосистемы.
Микропластик — это частицы диаметром менее 5 мм, которые обнаруживаются практически повсюду. Пластик — уникальный загрязнитель, поскольку он состоит из частиц, имеющих внутренний объём и поверхность. Это открывает новые исследовательские вопросы, в частности, как почвенная жизнь, особенно микробная, взаимодействует с этими новыми поверхностями.
В своей работе Риллиг и соавторы уточнили определение почвенной пластисферы как почвы под непосредственным влиянием пластиковых частиц; это включает саму почву, а также микробное сообщество в этой почве и на поверхности пластика.
«Практически вся работа до сих пор изучала микробное сообщество, колонизирующее поверхность пластика», — говорит Риллиг. Поэтому следующей задачей для исследователей будет выяснить, насколько далеко эффект пластисферы распространяется в почву. Этот эффект включает различные факторы, но наиболее важным, вероятно, являются химические соединения, которые вымываются из внутренней части пластиковой частицы в почву (так называемые «добавки», придающие пластику желаемые свойства, такие как цвет или гибкость).
«Самая большая проблема на будущее — понять, как микробное сообщество формируется на поверхности пластика и в пластисфере», — подчеркивает Риллиг. «Это пока до конца не понятно».
Предыдущие исследования, в том числе с участием Риллига, показали, что микробное сообщество на пластиковых поверхностях в почве может демонстрировать более высокие уровни генов устойчивости к антибиотикам и потенциальных патогенов. Одна из вероятных причин — то, что поверхность пластика является довольно стрессовой средой для некоторых организмов.
Микробное сообщество на частицах сильно отличается от микробиома в остальной почве. Оно гораздо менее разнообразно, поскольку физические и химические условия среды обитания вблизи или на этих пластиковых частицах резко отличаются от остальной почвы.
Ещё одна отличительная черта микробного сообщества пластисферы — обилие микроорганизмов (бактерий и грибов), которые потенциально могут разлагать пластик. Некоторые из этих организмов могут стать ключом к методам ремедиации. Однако Риллиг настроен скептически: «Я пессимистично отношусь к тому, что это сработает, потому что пластик — это не одна вещь. Это буквально тысячи разных вещей: целый набор загрязнителей».
Пластисфера — это новая экологическая ниша в почвах по всему миру, особенно в сельскохозяйственных. Более того, она, вероятно, останется здесь надолго. Необходимы дальнейшие исследования того, что формирует микробы, колонизирующие эту нишу, и каковы их функции. Такие знания помогут определить влияние на функции почвы. По словам Риллига, «Долгосрочные последствия всё ещё почти полностью неизвестны, и здесь всё ещё может быть много сюрпризов».