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La pollution plastique des océans endommage les bactéries qui nous aident à respirer

Révision: Sarker, I., Moore, L. R., Paulsen, I. T., et Tetu, S. G. (2020). Évaluation de la toxicité des lixiviats des plastiques altérés sur les bactéries marines photosynthétiques Prochlorococcus. Frontières en sciences marines, 7, 777. (DOI: https://doi.org/10.3389/fmars.2020.571929)

Au cours d'une promenade le long de la plage, vous verrez peut-être une infinité de sacs en plastique, de bouteilles et de couverts. Plus de 10 millions de tonnes de plastique pénètrent dans l'océan chaque année, posant de sérieuses menaces pour des millions d'organismes marins comme les poissons, les oiseaux de mer, les tortues, les baleines et les phoques. S'il est facile de voir comment le plastique peut étouffer et mettre en danger ces gros animaux, il peut être un peu plus difficile de visualiser comment le plastique affecte les microbes océaniques.

Déchets plastiques sur la plage (Wikimedia Commons)

Une mouette mordant un gant en plastique (Pixabay)

Lorsque le plastique pénètre dans l'océan, un certain nombre de produits chimiques contenus dans le plastique se dissolvent dans l'eau de mer, tout comme le jus de sucre sort des betteraves à sucre immergées dans l'eau. Les produits chimiques dissous dans l'eau sont principalement des matériaux ajoutés pendant la production de plastique, tels que les solvants de polymérisation (ce qui cimente les unités de plastique ensemble), les plastifiants (qui ramollissent le plastique pour le rendre plus flexible), les colorants et les ignifuges (ce qui rend le plastique plus difficile à brûler. ). L'eau de mer qui contient ces matières toxiques provenant du plastique est appelée «lixiviats». Les lixiviats sont continuellement produits alors que le plastique flotte dans l'océan pendant des centaines et des milliers d'années avant de se dégrader, ce qui nuit gravement aux microbes de l'océan.

Prochlorococcus ne font qu'environ un centième de la largeur d'un cheveu humain mais peuvent produire autant d'oxygène! (Wikimedia Commons)

Parmi les milliards de microbes présents dans l'océan, le phytoplancton est un groupe spécifique de microbes qui photosynthétisent en utilisant l'énergie du soleil pour absorber le dioxyde de carbone et produire de l'oxygène, comme les plantes terrestres. Cependant, le phytoplancton marin produit autant d'oxygène que toutes les plantes terrestres: cela signifie que chaque autre respiration que vous prenez provient du phytoplancton marin! Mais un type spécifique de phytoplancton appelé Prochlorococcus produit un dixième de l'oxygène produit par tout le phytoplancton marin. Prochlorococcus sont l'un des plus petits phytoplanctons présents presque partout dans l'océan mondial.

Car Prochlorococcus ont un impact important dans l'océan, les scientifiques ont étudié l'effet des lixiviats plastiques dégradés sur Prochlorococcus croissance et activité photosynthétique dans un nouvel article. L'équipe de recherche a placé des morceaux de sacs d'épicerie en plastique gris et des tapis en plastique texturés noirs dans la rivière Lane Cove (un estuaire à Sydney) pour dégrader le plastique dans l'eau de mer pendant 17 et 112 jours. Les chercheurs ont ensuite ramené les morceaux dans le laboratoire lixivié les produits chimiques restants du plastique et exposé les lixiviats Prochlorococcus.

L'équipe de recherche a découvert que le plastique qui avait résisté aux intempéries plus longtemps (pendant 112 jours) libérait moins de lixiviats toxiques que le plastique qui était plus court (pendant 17 jours). Cependant, même les lixiviats les moins toxiques contenaient de grandes quantités de métaux comme le zinc et le cuivre qui supprimaient Prochlorococcus croissance. Les deux lixiviats sont grandement altérés Prochlorococcus photosystèmes, ce qui signifie que Prochlorococcus sont incapables de réaliser la photosynthèse aussi efficacement qu’ils le peuvent dans des conditions normales. De plus, les deux lixiviats fortement endommagés Prochlorococcus membranes cellulaires – la couche externe qui protège la cellule de l'environnement extérieur.

Le Great Pacific Garbage Patch est une immense île de déchets qui a voyagé de la terre au milieu de l'océan Pacifique Nord. (Photographie de Ray Boland, NOAA)

Alors que cette étude a directement ajouté des lixiviats plastiques dégradés à Prochlorococcus, il y a de fortes chances que les microbes marins présents dans l'océan ne soient pas exposés aux lixiviats plastiques comme ils l'étaient en laboratoire, car l'océan est naturellement un environnement beaucoup plus complexe. Par exemple, alors que les déchets plastiques sont beaucoup plus courants dans l'océan côtier, il faut plusieurs semaines ou mois pour que les pièces en plastique de la côte ouest se déplacent jusqu'au centre de l'océan Pacifique, de sorte que les microbes vivant en pleine mer peuvent être exposé à moins de lixiviats plastiques. Mais comme le plastique peut rester à la surface de l'océan pendant des jours, des mois ou même des années avant de se dégrader complètement, les déchets plastiques peuvent mettre en danger des millions de microbes et perturber tout l'écosystème marin. Il y a une autre raison de réfléchir avant de prendre un gobelet en plastique avec un couvercle en plastique et de la paille, ou un repas à emporter enveloppé dans une pellicule plastique et mis dans un sac en plastique.

Je suis doctorant en océanographie chimique à l'Université de Washington. J'étudie comment différentes formes de métaux dans l'océan façonnent les communautés microbiennes dans l'océan Pacifique Nord. Quand je ne travaille pas, j’aime me promener, visiter les marchés de producteurs et jouer du clavier.

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