Вирус плюс микропластик: двойной удар по здоровью рыб

Микропластик — крошечные частицы, образующиеся при разрушении пластика — представляет растущую угрозу для экосистем и здоровья человека. Новое лабораторное исследование показывает, что эта угроза выходит за рамки прямого физического или химического воздействия: присутствие микропластика увеличивает тяжесть важного вирусного заболевания рыб.

Ведущий автор исследования, опубликованного в Science of the Total Environment, — доктор Мередит Эванс Сили. В работе также участвовали профессора VIMS Роб Хейл, Эндрю Уорго и Вольфганг Фогельбейн, профессор W&M Пэтти Цволло и лаборант VIMS Гаэлан Верри.

«Микропластик и патогены есть везде, — говорит Сили, — но их концентрации часто максимальны в густонаселенных водных средах, таких как рыбоводческие хозяйства. Мы хотели выяснить, может ли микропластик влиять на тяжесть инфекций, вызванных вирусом инфекционного гемопоэтического некроза (IHNV) в аквакультуре». IHNV — опасный патоген в аквакультуре лососевых, поражающий радужную форель, стальноголового лосося, чавычу и нерку.

Команда хотела определить возможную причинно-следственную связь между микропластиком, вирусом и смертностью рыб. Сили и коллеги подвергли радужную форель в аквариумах воздействию низких, средних и высоких концентраций трёх типов микрочастиц, а затем добавили вирус IHNV в половину резервуаров.

Были выбраны пластики, широко используемые в аквакультуре и часто встречающиеся в природе как продукты распада: пенополистирол (поплавки, буи, утеплитель, контейнеры) и нейлоновые волокна (от рыболовных сетей, лесок, одежды). Также рыбу подвергали воздействию фрагментов растения Spartina alterniflora. В контрольных резервуарах не было ни вируса, ни микрочастиц.

Результаты: «Мы обнаружили, что совместное воздействие микропластика и вируса увеличивало тяжесть заболевания, — говорит Сили, — причём нейлоновые волокна оказывали наибольший эффект. Это первое задокументированное свидетельство такого взаимодействия, подчёркивающее важность тестирования множественных стрессоров, что более реалистично для окружающей среды».

Доктор Роб Хейл, эколог-химик и научный руководитель Сили, согласен: «Наши результаты показывают, что мы должны рассматривать токсичность микропластика не только саму по себе, но и в комбинации с другими факторами стресса».

Доктор Эндрю Уорго, эксперт по экологии инфекционных заболеваний, отмечает, что IHNV — проблема мирового масштаба. «Наше исследование показывает, что существует взаимодействие между микропластиком и IHNV. Что мы пока не знаем, так это как это взаимодействие проявляется в аквакультуре или дикой природе».

Не все микрочастицы одинаковы

Исследователи предполагают, что воздействие микрочастиц увеличивает тяжесть болезни, физически повреждая нежные ткани жабр и слизистой кишечника, что облегчает вирусу колонизацию хозяина.

Воздействие синтетического микропластика (нейлон и полистирол) имело больший эффект, чем природные частицы Spartina. Наиболее значимым было воздействие нейлоновых микроволокон. Учёные полагают, что причина может быть в их большем размере, длине или большей твёрдости по сравнению с растительным материалом.

«Нейлоновые микроволокна крупнее и с большей вероятностью могут застревать и повреждать нежные ткани жабр и кишечника, — говорит Сили. — Это может облегчить проникновение вируса и усилить стресс у хозяина, в конечном итоге увеличивая вирулентность заболевания».

Более широкие последствия

Работа команды имеет значение не только для рыбоводства. «Наш исследовательский вопрос очень актуален для аквакультуры, но применим и к природным средам, — говорит Сили. — Микропластик распространён по всему миру и в любой момент времени может сосуществовать с различными природными патогенами».

«Болезни и микропластик могут взаимодействовать, приводя к худшим последствиям в различных водных и наземных системах, включая диких рыб, кораллы и птиц, — говорит Хейл. — Если тестировать только микропластик, можно не увидеть воздействия, но в реальном мире он может взаимодействовать с патогенами, повышением температуры, снижением pH, увеличением мутности воды и другими переменными».

Сили отмечает, что результаты могут быть relevant и для здоровья человека. «Внутренние помещения насыщены микропластиком — например, в бытовой пыли. Это заставляет задуматься, как загрязнители в виде микропластика в помещениях могут влиять на течение воздушно-капельных заболеваний, таких как COVID-19».