Весь мир озабочен проблемой экологии. В Евросоюзе с июля 2021 года запретили одноразовый пластик, люди сортируют мусор и отказываются от пакетов. Однако ситуация уже зашла так далеко, что на миллионах тонн океанского пластика возникла жизнь из особых микроорганизмов, некоторые из которых способны «есть» пластик. Мы собрали все, что уже известно о пластисфере, и обсудили ее с российскими экспертами.
Краткое содержание
- Пластисфера — это новая экосистема, которая возникла из микроорганизмов на поверхности пластикового мусора в океане.
- Название придумала микробиолог Линда Амарал-Зеттлер в 2013 году.
- Бактерии пластисферы условно делят на два вида: полезные и патогенные. Первые способны разлагать пластик, вторые могут стать причиной опасных вирусов.
- В будущем ученые надеются использовать способность бактерий пластисферы разлагать пластик в борьбе с океанским мусором.
- Пластиковый мусор в океане образует целые острова. Самое большое скопление в Тихом океане — более 100 млн т.
- Бороться с мусором нужно комплексно: отказаться от одноразового пластика, перейти на биоразлагаемый, не биоразлагаемые перерабатывать, менять законодательство в сфере экологии и вкладываться в исследования.
Что такое пластисфера и как ее открыли
В 2013 году ученые из Королевского института Нидерландов провели исследование того, как пластик влияет на экосистему Атлантического океана. С верхнего слоя плавающего мусора взяли пробы и обнаружили там разнообразное микробное сообщество.
Новый мир нужно было как-то назвать. Профессор морской микробиологии Линда Амарал-Зеттлер придумала слово «пластисфера». Термин оказался удачным и прижился в научном сообществе. Сначала к новой экосистеме относили только микроорганизмы и грибы, но позже добавили крабов, медуз и улиток, которые прикрепляются к пластику и живут на нем.
По словам Амарал-Зеттлер, пластисфера существует столько же, сколько и пластик. То есть ее историю нужно вести не с момента открытия и названия, а с того времени, когда первый пластиковый мусор попал в воду и его поверхности стали заселять живые организмы.
Как пластик попал в мировой океан
Согласно исследованию нидерландского фонда Ocean Cleanup, проведенному в 2018 году, человечество ежегодно использует более 320 млн т пластика. В основном это одноразовые бутылки, стаканы, пакеты и упаковки, которые сразу после применения выбрасывают на свалки и в реки. Там часть мусора разлагается на микропластик, часть тонет, но большая его доля остается на поверхности воды.
90% пластика в мировой океан приносят 122 самые загрязненные реки с разных континентов — это показало исследование того же фонда от 2017 года. В России количество микропластика в реках изучает некоммерческий фонд «Без рек как без рук». По словам его гендиректора Олега Ломакова, Волга все еще остается относительно чистой, по уровню загрязнения ее опережают Темза, Дунай, Эльба и Рейн.
Поступивший в океан мусор не просто дрейфует, а сгоняется мощными течениями в водоворот и формирует огромные мусорные острова. Самое известное скопление пластика — Большое тихоокеанское мусорное пятно в северной части Тихого океана. На площади около 1,5 млн кв. км скопилось более 100 млн т мусора, что по размеру вдвое превышает континентальную часть США.
Что уже известно о пластисфере
Ученые продолжают активно исследовать мир на пластике. Вот что уже известно.
- В пластисфере есть бактерии, получающие энергию из солнечного света, а есть хищники, жертвы и паразиты. То есть жизнь на пластике организована так же, как и в других экосистемах. Так считает Линда Амарал-Зеттлер.
- Гены бактерий на пластике разнообразнее, чем гены обычных водных микроорганизмов. Благодаря этому они смогли приспособиться к «поверхностно-прикрепленному образу жизни». Это выяснила в 2016 году группа американских ученых из Центра микробной океанографии Гавайского университета. Для эксперимента они использовали пластиковый мусор из Северного Тихоокеанского круговорота.
- Цвет пластика оказывают влияние на состав и разнообразие сообщества микробов. К примеру, на синем пластике возникли уникальные виды, и в целом они разнообразнее, чем на желтом и прозрачном. К таким выводам пришли китайские ученые из Шанхайского океанического университета.
- Колонии бактерий могут путешествовать вместе с мусором по всему миру. Допустим, как после японского цунами 2011 года, когда 5 млн т мусора долго дрейфовали по Тихому океану и достигли берегов Гавайев, Аляски и Калифорнии.
Почему некоторые бактерии едят пластик
В июне 2021 года Робин Райт, научный сотрудник Университета Далхаузи в Канаде и член Микробиологического общества, провела исследование биопленки с пластикового мусора и обнаружила две бактерии, способные его разлагать: Thioclava sp. BHET1 и Bacillus sp. BHET2. До этого не было обнаружено ни одного морского микроба с такой способностью.
Интересно, что пластику как материалу всего чуть более 100 лет. Как природа за такой короткий срок смогла мутировать и создать бактерии, способные с ним взаимодействовать? Райт считает, что дело в химических веществах пластика — это составляющие давно известной природной нефти. То есть у бактерий на самом деле были миллионы лет, чтобы научиться их поедать и разлагать.
В этом свойстве бактерий ученые видят основной потенциал для расщепления океанского пластика.
В чем опасность пластисферы для людей и животных
Пока бактерии пластисферы недостаточно изучены, ученых волнует вопрос их безопасности для человека. Во время исследования Линды Амарал-Зеттлер 2013 года были обнаружены Vibrio — бактерии, которые содержат несколько видов патогенов, вызывающих гастроэнтерит. Однако нет конкретных доказательств, что бактерии пластисферы представляют большую опасность, чем бактерии из других источников в окружении человека.
В докладе для Микробиологического сообщества Робин Райт отмечает, что в процессе разложения пластика ферментами бактерий образуются опасные токсичные отходы — например, фталевая кислота. Возможно, ее количество ничтожно и безопасно, но в больших концентрациях она раздражает слизистые оболочки глаз и кожу. Поэтому нужно продолжать изучать все химические процессы внутри пластисферы, чтобы найти биологически безопасный способ разложения пластика.
Навсегда ли с нами пластисфера или ее можно уничтожить
Может ли пластисфера стать органичной частью планеты, или она всегда будет чем-то инородным и опасным? Директор Института консалтинга экологических проектов Наталья Давыдова считает, что пластик никогда не станет частью биологических организмов, потому что он создан не природой, а человеком: «Если представить, что цивилизация исчезнет мгновенно, то природа, конечно, справится с пластиком — это потребует нескольких сотен или тысяч лет. Но если человечество продолжит существовать и увеличивать выброс пластика в окружающую среду, то последствия трудно прогнозировать».
Существование пластисферы тесно связано с пластиковым мусором, на котором она рождается и размножается. Поэтому Давыдова убеждена, что необходимо минимизировать производство пластика, создавать новые экологически безопасные материалы с полезными свойствами и не наносящие ущерба земной экосистеме. Это может изменить ситуацию к лучшему: «Уничтожить пластисферу должен тот, кто ее породил — человек».
Какие есть эффективные способы борьбы с пластиком
Постепенно отказаться от производства одноразового пластика и начать производить биоразлагаемый. Изделия из него могут разлагаться под воздействием различных природных процессов: температуры, влажности и солнечного света без вреда для экосистемы.
Небиоразлагаемый пластик нужно перерабатывать. Вторичная переработка уменьшает количество мусора и экономит воду, энергию и материалы на производство новых товаров.
Разработать новое законодательство. Принять единые правила в сфере экологичного производства, маркировки, раздельного сбора и переработки мусора. Это поможет объединить усилия производителей, потребителей и владельцев перерабатывающих заводов.
Вкладывать деньги в научные исследования. Поддерживать проекты по изучению новых видов пластика и способов борьбы с мусором. Это поможет быстрее решить проблему загрязнения пластиком.
Как убрать пластиковый мусор из океана
С этой проблемой пытаются бороться и лидеры стран, и экоактивисты, но пока без особых успехов. Cамый известный проект по очистке мирового океана от пластика — Ocean Cleanup из Нидерландов. Организация тестировала технологию специальных ловушек-заграждений, чтобы собирать мусор и отправлять его на судно для дальнейшей транспортировки на переработку. Однако технология оказалась неэффективной, потому что даже несколько устройств собирают слишком мало пластика, что уж говорить про очистку миллионов тонн.
Варя Баркалова, морской биолог, журналист и автор Telegram-канала об экологии «Маржела и голотурии», согласна с тем, что у проблемы пока нет быстрого решения: «У российских отделений международных глобальных фондов WWF и Greenpeace есть программы по борьбе с пластиковым загрязнением. Еще есть Parley for the Oceans, The Ocean Cleanup и много маленьких локальных фондов. К сожалению, это пока очень небольшие истории, которые не могут повлиять на мировые объемы пластикового загрязнения. Они направлены больше на привлечение внимания к важности проблемы».
Наталья Давыдова считает, что в экологически чистом будущем заинтересована молодежь, поэтому ее нужно привлекать к борьбе с пластиком: «Мы проводим Российский национальный юниорский водный конкурс с 2003 года, ежегодно в нем участвуют 2 000 старшеклассников с 1 500 исследовательскими и прикладными проектами по охране и восстановлению водных ресурсов. Они предлагают проекты по сокращению выброса микропластика в природную среду: разрабатывают фильтры для его улавливания, например под раковинами в парикмахерских, или специальные картриджи для стиральных машин. Участвуют в акциях по очистке берегов рек и морей от крупного пластика».