

大多数水体自然充满了微生物生命——地中海也不例外。现在,地中海的微观海洋生物有了新的传播方式。它们正搭乘着不断增长的塑料船:微纤维。
在 11 月 30 日发表于《PLOS One》杂志的一项最新研究中,法国索邦大学的生物学家团队在地中海漂浮的微纤维上发现了 195 种细菌。根据他们的分析,一根微纤维上可能栖息着超过 2,600 个细菌细胞。虽然并非所有塑料颗粒上的海洋微生物都有害,但研究人员特别担心那些可能对野生动物和人类有害的细菌种类。
“塑料在海洋中是一种相对较新的基质,”索邦大学海洋塑料污染研究员、该研究的作者 Ana Luzia de Figueiredo Lacerda 说。“我们正在探索[塑料上]存在什么生物,以了解细菌群落的多样性,以及其中哪些可能具有病原性或入侵性。”
联合国环境规划署 2020 年的一份报告估计,每天有 730 吨塑料垃圾进入地中海,在某些地区每平方公里留下超过 6400 万个微小漂浮颗粒,其中包括 塑料微纤维。事实上,在全球主要的海洋盆地中,地中海的微纤维浓度最高。Lacerda 解释说,这些小的合成纤维来自渔网磨损、纺织品生产商或大量衣物洗涤等来源。“它是海洋中最丰富的微塑料类型之一,”她说。新的研究指出,地中海水域的高盐度和密度也可能导致纤维在水面附近浓度更高。
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在全球海洋中,塑料污染为海洋微生物创造了一个新的人工社区——研究人员称之为“塑料圈 (plastisphere)”。加州大学戴维斯分校的传染病专家 Karen Shapiro 在给《PopSci》的电子邮件中解释说,自由漂浮的细菌和其他微生物可以分泌粘性分子,帮助它们附着在木材、微藻或沉积物等基质上。一旦附着,细菌就会产生更多的这些粘性分子,让更多的微生物聚集在一起,形成生物膜。但 Lacerda 说,塑料的问题在于它们在海洋环境中的寿命比天然基质长得多,增加了微生物污染的风险和传播。一些类型的塑料比海水密度小,漂浮在水面,可以被洋流长距离携带。
“塑料对这些生物来说就像一艘船,”Lacerda 解释道。“它们将物种带到不同地区,这可能导致自然系统的功能发生变化。”
当被细菌定殖后,塑料会闻起来像食物,海洋野生动物可能会误食它们。这不仅意味着微塑料会进入食物链,过去的 istudies 表明,塑料中的有毒化学物质可能引发激素失调,影响某些野生动物群体的生长和繁殖,包括虎鲸和牡蛎。

为了了解微纤维在地中海可能携带哪些类型的细菌,Lacerda 和她的同事收集了法国摩纳哥和尼斯沿海地区西北部沿海的样本。在分离出微纤维后,该团队利用显微镜和 DNA 测序技术识别了纤维上的细菌种类,并与水中自由漂浮的细菌进行了比较。在 195 种生活在微纤维上的细菌中,Lacerda 和作者们特别指出了一种“大量的”致病性副溶血性弧菌 (Vibrio parahaemolyticus),这种细菌可能导致人类食物中毒。
之前的研究已经在海洋塑料上发现了致病性海洋微生物,例如可能感染并杀死鲑鱼的产气荚膜梭菌 (Aeromonas salmonicida) 和可能导致人类疾病的弯曲杆菌 (Arcobacter) 物种。Shapiro 没有参与这项最新研究,但她也研究过塑料圈,她在电子邮件中写道:“在一个特定的样本中,作者发现了近三分之一的细菌是副溶血性弧菌,考虑到其致病潜力,这是一个显著的比例,可能令人担忧。”“这些人类活动产生的最终进入我们海洋的纤维,可能介导海产品对海洋生物以及食用贝类(这些贝类可以浓缩这些污染物)的人类的疾病传播。”副溶血性弧菌在温暖的半咸水中生长,而滤食性生物,如牡蛎,通常在这种水中养殖。
Lacerda 表示,确定微纤维——以及它们携带的有害物种——的丰度,可以帮助人们了解某些水体是否适合沐浴、耕种或捕鱼。气候变化可能会进一步传播和增强受温度影响的塑料栖息微生物的致病性,包括副溶血性弧菌。“随着海洋温度的升高,生物体的毒力和[塑料]的附着力也随温度升高而增加,”Lacerda 说。这对于像地中海这样的陆封海尤其重要,它变暖速度比世界其他地区更快。因此,“我们可以预期,地中海地区的塑料圈对气候变化的反应会更快,”Lacerda 补充道。
Shapiro 表示,该研究在地中海的发现,为海洋细菌在塑料垃圾上蓬勃发展的“一个值得更多关注的全球现象”的日益增长的证据增添了力量。她和 Lacerda 都认为,需要对病原体与塑料等不同污染物之间的相互作用进行更多研究,以更好地了解人类是如何改变——并伤害——海洋生态系统的。
“我确实认为公众应该意识到这个问题,并明白海洋中的塑料污染不仅影响海洋野生动物,还会影响我们,”Lacerda 说。她补充说,随着塑料问题的持续增长,“我们必须寻找另一种生活方式。”