海洋中的塑料垃圾是病原体的“生命筏”

研究表明,各种人类病原体附着在海水中的微塑料上。
Plastic floating in the sea
塑料是否携带足够密集的病原体种群以至于构成危险,以及它们是否将病原体带往新的区域,这些都是难以回答的问题。Deposit Photos

本文最初发布于 Hakai Magazine, 这是一个关于沿海生态系统科学与社会的在线出版物。欲了解更多此类故事,请访问 hakaimagazine.com

这些塑料仅在英格兰法尔茅斯附近的海中浸泡了一周,但在这段时间里,一层薄薄的生物膜,一种粘滑的粘液和微生物混合物,已经在它们的表面形成。英格兰埃克塞特大学的微生物学家 Michiel Vos 进行了为期五种不同类型塑料的测试。他和他的同事们想知道,海洋中无数的微生物会附着在这些引入的材料上。

Vos 和他的同事们最关心的是致病细菌。为了了解塑料被潜在致命细菌感染的程度,科学家们将蜡螟幼虫注入了生物膜。一周后,4% 的幼虫死亡。但四周后,当 Vos 和他的团队让塑料在海中浸泡更长时间后,他们重复了这项测试。这次,65% 的蜡螟死亡。

科学家们分析了生物膜:塑料上覆盖着细菌,其中一些已知会使我们生病。他们发现了导致尿路感染、皮肤感染、胃部感染、肺炎和其他疾病的致病细菌。更糟糕的是,这些细菌还携带广泛的抗菌耐药基因。“你在水中发现的塑料会迅速被包括病原体在内的细菌定殖,”Vos 说。“而且塑料的种类几乎不重要。”

不只是细菌搭上了塑料的顺风车。海洋塑料上的生物膜还可以寄宿寄生虫病毒和有毒藻类。由于海洋塑料污染无处不在——从马里亚纳海沟底部到北极海滩,科学家们担心塑料正在将这些人类病原体传播到整个海洋。

但塑料是否携带足够密集的病原体种群以至于构成危险,以及它们是否将病原体带往新的区域,这些都是难以回答的问题。

有充分的理由相信塑料正在世界各地积聚和传播病原体。荷兰皇家海洋研究所的微生物学家 Linda Amaral-Zettler 提出了“塑胶圈”一词,用来描述塑料产生的新型生态系统。她说,塑料不同于海洋中其他常见硬质表面——如原木、贝壳和岩石——因为塑料坚固耐用、寿命长且很多都会漂浮。“这赋予了它移动性,”她说。

塑料可以长距离传播。例如,在 2011 年日本地震和海啸之后,许多可以识别的日本物品冲上了北美西海岸。Amaral Zettler 说,这些垃圾“有潜力携带附着在其上的任何东西。”

最近的实验室工作还表明,一些通常引起疾病的陆生寄生虫可以在海水中生存并感染海洋哺乳动物。加州大学戴维斯分校的传染病专家 Karen Shapiro 表明,这些原生动物寄生虫——特别是弓形虫隐孢子虫蓝氏贾第鞭毛虫——可以附着在海水中的微塑料上。这可能正在改变这些寄生虫在海洋中的积累地点、时间和方式。

“如果它们搭上了恰好在同一个污水出口、河流或雨水排水管的径流中的塑料的便车,那么它们最终会出现在塑料出现的地方,”Shapiro 解释道。那可能是海底的贝类,或者漂浮在洋流中的海洋中部。

Shapiro 解释说,下一步是在实验室外寻找寄生虫与塑料之间的类似关联。

Vos 认为,微塑料污染似乎是病原体的滋生地,这还有一个长期的担忧——塑料可能在促进抗生素耐药性的传播。细菌可以交换基因,而且由于细菌在微小的微塑料表面密切接触,它们之间的水平基因转移水平很高,他说。塑料还可以使细菌与农药和其他污染物密切接触,这些污染物也会附着在生物膜上。这促进了抗菌耐药性的发展。

“我们对此了解不多,”Vos 说,“但有可能细菌在塑料上经历更强的(抗菌耐药性)选择,同时也有更多的机会交换可能赋予耐药性的基因。”

Amaral-Zettler 表示,除了对人类健康构成潜在风险外,塑料携带的病原体还可能威胁海洋生态系统和食品供应链。数百万人依靠海产品作为蛋白质来源,许多病原体可以感染我们食用的鱼类和贝类。Amaral-Zettler 说,微塑料有可能在不同的水产养殖和渔业区域之间传播疾病。

Vos 说,尽管我们不完全了解风险,但这些研究是限制塑料污染的又一个有力论据。“漂浮着携带病原体的塑料绝对没有什么好处。”

 

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