Единственное эндемичное насекомое Антарктиды теперь поглощает микропластик, доказывая, что нет на Земле места, которое было бы по-настоящему нетронутым.
Международная группа исследователей под руководством ученых из Колледжа сельского хозяйства, продовольствия и окружающей среды имени Мартина-Гаттона при Университете Кентукки выяснила, что единственное местное насекомое Антарктиды уже поглощает микропластик, несмотря на то, что обитает в одном из самых изолированных мест на Земле.
Результаты исследования, опубликованные в журнале Science of the Total Environment, стали первым исследованием, посвященным влиянию микропластика на антарктических насекомых, а также первым исследованием, подтвердившим наличие частиц пластика в пойманных в дикой природе мошках.
Проект стартовал в 2020 году, когда Джек Девлин, в то время аспирант, посмотрел документальный фильм о загрязнении пластиком, а затем переехал в Шотландию, чтобы работать морским орнитологом.
«Этот фильм просто поразил меня, — сказал Девлин. — Я начал читать о влиянии пластика на насекомых и подумал: «Если пластик появляется повсюду, то что говорить о таких редких местах, как Антарктида?»
Познакомьтесь с Belgica antarctica, экстремальным выживальщиком из Антарктиды
Вид, ставший объектом исследования, Belgica antarctica, — это некусающая мошка, маленькая мушка размером с рисовое зернышко. Это самое южное насекомое на планете и единственный вид насекомых, обитающий исключительно в Антарктиде.
Его личинки обитают во влажных зарослях мха и водорослей на Антарктическом полуострове. В некоторых местах их численность может достигать почти 40 000 особей на квадратный метр. Питаясь разлагающимися растительными остатками, они способствуют переработке питательных веществ и поддержанию хрупкой экосистемы почвы.
«Это так называемые полиэкстремофилы, — говорит Девлин. — Они способны переносить сильный холод, высыхание, высокую соленость, резкие перепады температуры и ультрафиолетовое излучение. Поэтому главный вопрос заключался в том, защищает ли их эта устойчивость от нового стрессового фактора, такого как микропластик, или же она делает их уязвимыми перед тем, с чем они никогда раньше не сталкивались».
Несмотря на то, что Антарктиду часто воспринимают как нетронутый уголок дикой природы, в ходе предыдущих исследований в свежем снеге и близлежащей морской воде были обнаружены фрагменты пластика. Несмотря на то, что их количество ниже, чем в большинстве других регионов мира, пластик все же попадает туда с океаническими течениями, ветром и в результате деятельности человека, связанной с исследовательскими станциями и кораблями.
Лабораторные исследования выявили малозаметные последствия воздействия микропластика
Чтобы понять, как воздействие пластика может повлиять на насекомых, исследователи провели серию контролируемых экспериментов. Первые результаты оказались неожиданными.
«Даже при самой высокой концентрации пластика выживаемость не снижалась, — говорит Девлин. — Базовый метаболизм тоже не менялся. На первый взгляд казалось, что с ними все в порядке».
Однако более глубокий анализ выявил скрытое воздействие. У личинок, подвергшихся воздействию большего количества микропластика, наблюдалось снижение запасов жира, хотя уровень углеводов и белков оставался неизменным. Жир необходим для накопления энергии, особенно в суровом климате Антарктиды.
Девлин предполагает, что медленное питание в холодных условиях и сложный состав естественной почвы могут ограничивать количество пластика, которое на самом деле проглатывают личинки. Из-за сложностей, связанных с проведением исследований в Антарктиде, эксперимент по воздействию пластика длился всего 10 дней. Он отметил, что для определения того, как постоянное воздействие пластика влияет на насекомых с течением времени, потребуются более длительные исследования.
Микропластик, обнаруженный в диких антарктических мошках
На втором этапе проекта мы задались простым, но важным вопросом: поедают ли личинки Belgica antarctica микропластик в естественной среде обитания?
Во время исследовательского круиза по западной части Антарктического полуострова в 2023 году команда собрала личинки с 20 участков на 13 островах. Образцы были немедленно законсервированы, чтобы предотвратить дополнительное питание.
Чтобы обнаружить частицы пластика внутри насекомых, Девлин работал с Элизой Бергами, специалистом по микропластику из Университета Модены и Реджо-Эмилии, и экспертом по визуализации Джованни Бирардой из компании Elettra Sincrotrone Trieste. Команда препарировала пятимиллиметровых личинок и исследовала содержимое их кишечника с помощью современных инструментов визуализации, способных идентифицировать химические «отпечатки» частиц размером до четырех микрометров — гораздо меньше того, что может различить человеческий глаз.
Из 40 проанализированных личинок исследователи обнаружили два фрагмента микропластика.
Находка всего двух фрагментов может показаться незначительной, но Девлин видит в этом тревожный сигнал.
«В Антарктиде уровень загрязнения пластиком по-прежнему гораздо ниже, чем на большей части планеты, и это хорошая новость, — говорит Девлин. — Наше исследование показывает, что в настоящее время микропластик не засоряет эти почвенные сообщества. Но теперь мы можем сказать, что он проникает в систему и при достаточно высоких концентрациях начинает влиять на энергетический баланс насекомых».
Поскольку у мошек нет наземных хищников, пластик, который они поедают, вряд ли поднимется высоко по пищевой цепочке. Тем не менее Девлин обеспокоен тем, как длительное воздействие пластика может сказаться на личинках, которые развиваются в течение двух лет, особенно с учетом того, что изменение климата приводит к повышению температуры и засушливости, что создает дополнительные риски.
Пластиковое загрязнение достигает самых отдаленных уголков Земли
По мнению Девлина, это открытие показывает, насколько масштабным стало загрязнение окружающей среды пластиком.
«Все началось с того, что я посмотрел документальный фильм и подумал: «Наверняка Антарктида — одно из последних мест, где с этим не борются», — сказал Девлин. — А потом я приехал туда и начал работать с этим невероятным маленьким насекомым, которое живет там, где нет деревьев, почти нет растений, и все равно находит пластик в своем кишечнике. Это действительно показывает, насколько масштабна проблема».
В ходе будущих исследований будет проводиться мониторинг уровня содержания микропластика в антарктических почвах, а также более длительные эксперименты с воздействием различных стрессовых факторов на Belgica antarctica и другие почвенные организмы.
«Антарктида предоставляет нам более простую экосистему, в которой можно задавать очень конкретные вопросы, — говорит Девлин. — Если мы будем внимательны сейчас, то, возможно, извлечем уроки, которые пригодятся далеко за пределами полярных регионов».