+7 (985) 646-39-94

г. Москва, ул. Большая Косинская, д. 45

Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

"Джунгли" из микроводорослей, растущие на байкальском полиэтилене

 

 

Посмотрели под микроскопом кусок полиэтилена, найденный Михаилом Колобовым в экспедиции по Байкалу в 2017 году. Полиэтилен был в воде, на территории заказника "Прибайкальский"

 

При увеличении в 400 крат отлично видно, что на полиэтиленовом мешке растут настоящие джунгли. Простым глазом они воспринимаются как зеленоватый налет на пленке. Это микроводоросли. Среди них есть те, кто рвет этот полиэтилен на микропластик, и те, кто его топит.

 

 

 

 

 

Далее текст: Ф. Сапожников, к.б.н., с.н.с. лаб. экологии прибрежных донных сообществ, Институт Океанологии РАН им. П.П.Ширшова 


Байкал притягивает. К нему тянутся помыслы и устремляются мысли, стягиваются туристы и странники всех мастей, от "побеждающих над собой" до "проникающих сквозь грани миров". На его берегах растут отельчики, кемпинги и просто долговременные "огневые точки" с костровищами для заезжих рюкзачников. И с каждым годом их становится всё больше. А живём мы с вами в эпоху пластика. И это уже геологически состоявшийся факт: время нашего с вами пребывания на Земле будет хорошо маркировано в геологической летописи по слою пластикового мусора - спрессованного породами сверху и не очень.

 

На самом деле, имеет смысл поискать подобный слой мусора на Марсе - что-то же сгубило атмосферу этой планеты. Если отмести разные случайности вроде спонтанного столкновения с гигантским метеоритом, порвавшим устоявшееся вхлам и положившем конец всей марсианской биоте (*в том виде, в коем она там могла обитать), то в топ наиболее вероятных гипотез выходит разительный удар, нанесённый по экологии Марса эпохой безудержного потребления. А она неминуемо оставляет за собой горы мусора. После приходит пыль - в том числе и от распавшихся отходов - она постепенно прессуется, и мусор скрывается под поверхностью планеты. Однако, если он малоразложимый для природы, а атмосфера давно кончилась, то никуда он из этой осадочной толщи не денется. Одним словом, надо поискать. Явно не тем заняты марсианские модули в своих одиноких странствиях. А может, их земная свита просто скрывает истинные результаты... надо же в чём-то продавать напитки и паковать покупки на Земле, а тут нежданно всплывёт такая история! Технологические циклы давно отлажены, и переход на новое производство - это деньги, и потребуется их на начальных этапах много, ибо менеджеры последних поколений не умеют не только думать и писать, но и считать... А деньги отнюдь не их. 

 

Но вернёмся к Байкалу. Каждый год, с приходом весны, на его берегах начинают тусоваться люди. И большинство необходимого они привозят с собой. И упаковано это необходимое в лёгкие и прочные синтетические материалы: в основном это полиэтилен, полиэстер, полистирол и полипропилен. А ещё лёгкие плёнки из синтетических полимеров активно используют как тенты, дождевики, скатерти и для разных других целей, до коих способен легко добраться ветер. Он своими ненавязчивыми порывами сносит все эти плёнки в озеро. Поэтому мало какая группа пикничников, отправляющаяся на берег Байкала на выходные, берёт с собой плёнку-скатерть в одном экземпляре. И мало кто после увозит все эти пластиковые отходы, включая бутылки, стаканчики, тарелочки и прочую утварь, с собой.

 

 

2016 г. Рядом с г. Северобайкальск

 

 

Конечно же, многие уверены в том, что сжигать пластик в костре плохо - продукты его сгорания могут навредить атмосфере! И будет нечем дышать, ибо воздух станет ядовит. Так что пластиковый мусор складируется в особых местах на берегу. Человеку не всегда свойственно размышлять логически - много чаще он стремится поступать по правилам. Так надёжнее, и остальные о тебе хорошо подумают. Сложи пластик в кучку подальше от воды, отряхни руки и живи спокойно. Когда-нибудь после придут специально модифицированные микробы, способные жрать только б/у полимеры, и употребят его в пищу - а после залягут спорами на грунт, блаженно ожидая новой порции мусора. Между тем, приходят ветра, и пластик уносится в озеро. И с каждым годом, на фоне развития просветляющего туризма и прочих форм паломничества на Байкал, его там всё больше. Вопрос - в какой форме.

 

 2016 г. В районе пролива Ольхонские ворота


Отметим такую простую и надёжную деталь: бытовой пластик чаще всего обладает положительной плавучестью. То есть, способен держаться либо на поверхности воды, либо под самой поверхностью, либо колыхаться близко к поверхности. А ещё в Байкале живут водоросли диатомеи: микроскопически малые одноклеточные существа, способные развиваться огромными поселениями и колониями на доступных субстратах. И диатомеи, одетые в кремниевые панцири, обладают определённым собственным весом - в особенности, если их много. 

 


Добавим к этому, что в самой мелководной зоне озера, на окатанных камнях, уходящих от кромки прибоя на полтора-два метра в глубину, обильно развиваются целые "леса" из крупных, до нескольких миллиметров длиной, колоний диатомей, относимых к роду дидимосфения (Didymosphenia). Их там живёт два вида и три разновидности. Серовато-бурое "войлочное" покрытие на камнях, начинающееся от глубины в 10-15 см, образовано как раз их ветвящимися колониями: это древовидные структуры, сооружаемые самими клетками дидимосфений из выделяемых ими биополимеров, и армированные изнутри для прочности кальциевыми нитями - кеглевидные клетки в опаловых панцирях сидят по концам ветвей.

 

 

2016 г. Камни, обросшие слоем дидимосфений. Рядом с г. Слюдянка

 

В свою очередь, на поверхности колоний развивается множество видов других микроскопических существ, и большинство из них также составляют диатомеи - уже других видов, более мелкие. На каждой колонии дидимосфении разрастается толстый слой её спутников - микроэпифитов, относимых к фрагиляриям (Fragilaria), цимбеллам (Cymbella), опефорам (Opephora), мартьянам (Martyana), энционемам (Encyonema), гомфонемам и гомфонейсам, строящим собственные разветвлённые колонии (Gomphonema и Gomphoneis), а также к кокконейсам (Cocconeis), образующим порой сплошной оброст (колониальные поселения в один слой) на поверхности старых колоний, расположенных ближе к "спине" камня. И главной особенностью всех этих диатомовых джунглей в прибойной полосе Байкала является их способность прекрасно жить в том слое воды, где активность солнечных лучей и поверхностной гидродинамики наиболее агрессивны. А ещё они умеют обрастать антропогенные полимеры... например полиэтилен, полистирол, полипропилен и пенопласт.

 

 

Колония дидимосфений. Микроскопия кусочка полиэтилена из Байкала. Увеличение 400Х

 


Летом 2017 года байкальская экспедиция проекта "Берега России" под руководством к.б.н., гидробиолога Михаила Колобова, отобрала образцы пластика, плававшие в приповерхностном слое вод Байкала - в самых разных участках акватории озера. Образцы были зафиксиованы спиртом и формалином и доставлены в Москву для анализа той биоты, что может на них развиваться. Микроскопирование, проведённое нами, показало, что на поверхности фрагментов полиэтилена, полиэстера и полипропилена, паривших в воде у самой поверхности, бурно развился разнообразный оброст из самых разных микрофитов: диатомей, цианобактерий (цианопрокариот) и даже микроскопических ветвящихся талломов зелёных водорослей (хорофитов) и проростков улётрикса (он тоже хлорофит). И вся эта эпиполимерная биота, разумеется, обладает собственной массой - а стало быть, при массированном разрастании способна утягивать фрагменты полимеров вниз, а после захоранивать их на дне.

 

 

Колония гомфонейсов. Микроскопия кусочка полиэтилена из Байкала. Увеличение 400Х 

 

Матрикс дидимосфении, обросший клетками фрагиларий (Fragilaria vaucheriae). Микроскопия кусочка полиэтилена из Байкала. Увеличение 400Х 

 

Гомфонейсы и кокконейсы. Микроскопия кусочка полиэтилена из Байкала. Увеличение 400Х 

 

Однако, на пути очищающей способности микрофитов стоит парусность тех самых фрагментов полимеров, на которых они обитают. Но и здесь есть простой выход. Те самые кокконейсы, чьи эллиптические панцири зачастую сплошным слоем покрывают поверхность полимера между "кустами" цианобактерий, хлорофитов и древовидными колониями дидимосфений и гомфонейсов, очень любят размножаться... и не любят после этого совершать лишних движений. Собственно, потому их распростёртые по субстрату колониальные поселения и выглядят столь густыми: дочерняя клетка сползает с материнской и, буквально расталкивая лежащих рядом родичей, встраивается между ними... и плотно присасывается к субстрату, как и все прочие кокконейсы вокруг неё.

 

Поверхность, полностью покрытая клетками кокконейсов. Микроскопия кусочка полиэтилена из Байкала. Увеличение 400Х 

 

Если субстрат очень твёрдый, родичи немного расступаются. Если нет, как в случае с антропополимерами, они при этом слегка подтягивают его за собой. Это происходит в масштабах микро- и наномира, но кокконейсов очень много. А ещё на фрагменты полимера светит Солнце, вызывая их постепенное фотоокисление, и по ним лупят волны, ибо на Великом Русском озере иногда случаются сильные шторма. В результате совместных действий полчища кокконейсов и упомянутых абиотических стрессов, на поверхности полимера появляются сначала нанотрещины, а затем и трещиноватые складки, и по ним крупные фрагменты рвутся на более мелкие. Но оброст при этом никуда не девается - более того, на свежей поверхности по трещинам сразу же начинают расти тончайшие нити цианобактерий. И, чем мельче становится фрагмент полимера, тем сильнее тянут его в глубину разросшиеся на нём микрофиты.

 

 Микротрещины в полиэтилене среди клеток кокконейсов. Микроскопия кусочка полиэтилена из Байкала. Увеличение 400Х

 

Казалось бы, вот он, прямой путь к захоронению микропластика в глубинах Байкала. Однако, в ряде районов озера работает такое явление, как апвеллинг - подъём глубинных вод к поверхности. Вполне возможно, они поднимают с собой и пластик... Но здесь, в приповерхностных слоях воды, он снова способен обрасти микрофитами, поверх тех, что уже росли на нём прежде, но отмерли, очутившись на большой глубине - однако, так и не отпали, ибо кокконейсы и древовидные колонии дидимосфений остаются плотно прикреплёнными к полимеру даже мёртвыми. Так что эти частицы микропластика тонут снова, и происходит это с ними уже быстрей. Тем не менее, вся эта история - вовсе не повод оставлять мусорный пластик по берегам озера, надеясь, что Байкал благополучно переварит его сам. Биоразложение антропополимеров описанным образом происходит очень медленно, на это уходят годы, а некоторые полимеры, окисляясь на Солнце, выделяют в окружающую воду ядовитые вещества. Так что на данный момент силы озера для сопротивления пластиковой атаке не сильно велики.

 

Ниже набор фото с той же сессии. Обрастатели полиэтилена