دراسة تسجل نقل العوالق الحيوانية للمواد البلاستيكية الدقيقة إلى أعماق البحار

تظهر هنا حبيبات بلاستيكية دقيقة في الأنبوب المركزي لحيوان مجدافي الأرجل (جهازه الهضمي)، وتساعد الحبيبات الموسومة بمادة فلورية على الرؤية والتعرف عليه. © PML

سجلت دراسة جديدة، ولأول مرة، سرعة تحرك الجزيئات البلاستيكية الدقيقة عبر الجهاز الهضمي لنوع رئيسي من العوالق الحيوانية في الوقت الحقيقي، واستخدمت تلك القياسات لتقدير كمية البلاستيك التي قد تنقلها هذه الحيوانات الصغيرة - وتغرق - عبر المحيط كل يوم.

تُعدّ العوالق الحيوانية بالفعل مسارًا بيولوجيًا رئيسيًا لانتقال الجزيئات البلاستيكية الدقيقة عبر النظم البيئية البحرية. ومع تقدير تراكم أكثر من 125 تريليون جزيء بلاستيكي دقيق في المحيط، يُعدّ فهم كيفية انتقال هذه الملوثات عبر النظم البيئية البحرية والشبكات الغذائية أمرًا بالغ الأهمية للتنبؤ بالعواقب طويلة الأجل على صحة المحيطات.

تُعتبر مجدافيات الأرجل على نطاق واسع أكثر أنواع العوالق الحيوانية انتشارًا في محيطاتنا، إذ تهيمن على مجتمعات العوالق الحيوانية في جميع مناطق المحيط تقريبًا، من المياه السطحية إلى أعماق البحار. ويعني وجودها بأعداد هائلة أن حتى التصرفات الصغيرة التي تقوم بها الحيوانات الفردية - مثل ابتلاع الجزيئات البلاستيكية الدقيقة - يمكن أن تُحدث مجتمعةً تغييرات جوهرية على مستوى النظام البيئي.

يكشف بحث جديد، من تأليف الدكتورة فالنتينا فاجيانو (المركز الأوقيانوغرافي لجزر البليار، COB-IEO-CSIC) والدكتور ماثيو كول والدكتورة راشيل كوبوك والبروفيسورة بينيلوبي لينديك من PML، أن مجدافيات الأرجل قد تنقل مئات من جزيئات البلاستيك الدقيقة لكل متر مكعب من مياه البحر إلى أسفل عبر عمود الماء كل يوم.

توفر الورقة البحثية، بعنوان "التصوير المرئي في الوقت الحقيقي يكشف عن تدفق البلاستيك الدقيق بوساطة مجدافيات الأرجل" ، والمنشورة في مجلة المواد الخطرة، واحدة من أوضح الصور الكمية حتى الآن لكيفية تدوير البلاستيك الدقيق بواسطة العوالق الحيوانية في المحيط.

يُعدّ العوالق الحيوانية، ولا سيما مجدافيات الأرجل، عنصراً أساسياً في الشبكة الغذائية البحرية. فهي تتغذى على الطحالب الدقيقة، وتُصبح بدورها فريسةً للأسماك والطيور البحرية والثدييات البحرية. كما أنها تُساهم في "المضخة البيولوجية" من خلال تجميع الكربون في كريات برازية تغوص إلى أعماق المياه.

في السنوات الأخيرة، تم التعرف على مجدافيات الأرجل كناقلات للجزيئات البلاستيكية الدقيقة، حيث تبتلع جزيئات بلاستيكية صغيرة عالقة في مياه البحر، وقد تنقلها إلى الحيوانات المفترسة، أو تنقلها إلى الأعماق عبر فضلاتها وجثثها. ولكن حتى الآن، لم تكن هناك طريقة دقيقة لقياس كمية البلاستيك التي تعالجها مجدافيات الأرجل الفردية وسرعة معالجتها.

قام الباحثون من خلال الدراسة بجمع مجدافيات الأرجل من نوع Calanus helgolandicus   (نوع شائع من مجدافيات الأرجل في شمال المحيط الأطلسي) من خلال شبكة دقيقة للعوالق، في محطة L4 التابعة لمرصد القناة الغربية - على بعد حوالي ستة أميال بحرية جنوب بليموث - على متن سفينة الأبحاث Quest التابعة لمختبر بليموث البحري.

في المختبر، تم تعريض مجدافيات الأرجل لثلاثة أنواع شائعة من الجزيئات البلاستيكية الدقيقة:

• خرز البوليسترين الفلوري
• ألياف البولي أميد (النايلون)
• شظايا البولي أميد (النايلون)

تم تقديم هذه العينات في ظل ظروف غذائية مختلفة، مما سمح للعلماء باختبار ما إذا كان شكل البلاستيك أو توافر الطعام يغير من سرعة تحرك الجزيئات عبر الأمعاء.

باستخدام تقنية التصوير المرئي في الوقت الفعلي، تتبع الباحثون جزيئات البلاستيك الدقيقة أثناء ابتلاعها ثم إخراجها. وقد مكّنهم ذلك من قياس مؤشرين رئيسيين بدقة عالية:

• مدة مرور الجسيمات البلاستيكية الدقيقة عبر الأمعاء - المدة التي تبقى فيها الجسيمات البلاستيكية الدقيقة داخل مجدافيات الأرجل
• فترة الابتلاع - عدد مرات استهلاك جسيم بلاستيكي جديد

في جميع التجارب، تراوحت أوقات مرور المواد البلاستيكية عبر الجهاز الهضمي حول متوسط 40 دقيقة تقريبًا، وكانت متسقة بغض النظر عن شكل المادة البلاستيكية أو تركيز الطعام. بعبارة أخرى: تحركت الخرزات والألياف والشظايا عبر الجهاز الهضمي بسرعات متقاربة، ولم تؤثر ظروف التغذية بشكل ملحوظ على سرعة مرور المواد البلاستيكية.

من خلال الجمع بين هذه القياسات والتقديرات الواقعية لوفرة مجدافيات الأرجل في غرب القناة الإنجليزية - أحد أكثر المسطحات المائية دراسة في العالم - حسب الفريق أن مجدافيات الأرجل يمكن أن تكون سبباً في تدفقات الجسيمات البلاستيكية الدقيقة التي تصل إلى حوالي 271 جسيمًا لكل متر مكعب من مياه البحر يوميًا في تلك المنطقة.

حتى الآن، افتقرت العديد من النماذج الحاسوبية واسعة النطاق لنقل الجزيئات البلاستيكية الدقيقة إلى معايير خاصة بالأنواع ومبنية على العمليات المتعلقة بابتلاع العوالق الحيوانية وإخراجها. يوفر الإطار الكمي الذي تم تطويره هنا - استنادًا إلى أوقات مرور الجزيئات عبر الجهاز الهضمي، وفترات الابتلاع، والوفرة الواقعية - طريقةً لما يلي:

• دمج سلوك العوالق الحيوانية في نماذج نقل البلاستيك في المحيطات
• تقليل عدم اليقين بشأن أماكن تراكم الجزيئات البلاستيكية الدقيقة بمرور الوقت
• تحسين تقييمات المخاطر للمناطق ذات الأهمية البيئية أو الاقتصادية

في نهاية المطاف، يساعد ذلك العلماء وصناع السياسات على تحديد النقاط الساخنة للتعرض للمواد البلاستيكية الدقيقة ونقاط التدخل المحتملة.