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“塑料圈”:一种新的海洋生态系统

海洋中到处都能发现塑料的微小碎片,就像这些被网在公海上收集的塑料一样。
海洋中到处都能发现塑料的微小碎片,就像这些被网在公海上收集的塑料一样。 (Erik Zettler提供)
通过Erik zettl

海洋里的任何漂浮物都会吸引生命;渔民们知道这一点,并部署浮动浮标来集中捕鱼。塑料海洋废弃物没有什么不同,在微观尺度上,细菌、藻类和其他单细胞生物聚集在塑料和其他漂浮在水中的物体周围。即使是小指指甲大小的海洋塑料碎片也可以充当微生物聚集设备。我们把这种生长在塑料外面的一层薄薄的生命(生物膜)称为“塑料球”,类似于地球外面的生命层“生物圈”。使用期间收集的塑料样品海洋教育协会学生研究巡航,我们正在研究什么种类的微生物生活在塑料圈,它们如何在塑料表面定居,以及它们可能如何影响海洋生态系统。欧宝体育稳不稳

扫描电子显微照片揭示了在海洋中老化和风化的塑料碎片的裂纹和凹坑表面上微生物生命的复杂地理分布。特蕾西·明瑟是伍兹霍尔海洋研究所研究这个新的群落,将其称为“微生物礁”,因为它是一个完整的生态系统,有初级生产者(如植物)、食草动物、捕食者和分解者,就像在复杂的珊瑚礁表面发现的大型生物群落一样。我们最有趣的发现之一是一种我们称之为“凹坑成形器”的细胞,球形细胞似乎嵌在塑料碎片的表面。这可能会在某种程度上导致海洋塑料碎片的分解,这将对海洋塑料的长期发展产生影响。

用扫描电子显微镜拍摄的一小片塑料。
各种单细胞生物组成了这里看到的来自公海的一块塑料上的微生物礁。 (Erik Zettler提供)

Linda Amaral-Zettler在海洋生物实验室利用基因技术,我们可以观察微生物的DNA,揭示出惊人的高生物多样性,在一个直径只有5毫米或以下的小塑料上有超过1000种微生物。更值得注意的是,一些生物通常不会在公海中遇到,但却能够附着在塑料碎片上生存下来。基因工作还意外地发现了大量常见的海洋细菌属弧菌;大多数弧菌是无害的,但有些物种可能与人类和动物的疾病有关。我们在孤立和学习弧菌从海洋塑料中提取培养物,看看是否有致病物质。

由于塑料能保存很长时间,塑料球中的微生物可以被运送到很远的地方,使它们成为潜在的污染源外来入侵物种。如果微生物从各种不同的生态系统在海洋中移动,它们可能会影响当地的微生物种群和依赖这些微生物的大型有机体。欧宝体育稳不稳塑料圈还可以对塑料碎片进行改造,使其对海洋生态系统的危害增加或减少。欧宝体育稳不稳

作为一个社会,我们认识到塑料海洋垃圾是一个问题,但我们对甚至是简单的问题都没有答案:海洋中有多少塑料,是什么种类的塑料?它从何而来,又发生了什么?组成塑料圈的微生物可能在塑料对海洋生态系统的命运和影响中发挥了作用,研究它们可能有助于回答一些遗留下来的问题。欧宝体育稳不稳

2013年7月