Пластисфера: в замусоренном океане народилась новая экосистема

Главный источник загрязнения океанов – пластиковые бутылки: по оценкам, каждую минуту в водоемы мира попадает 1 миллион бутылок. Как правило, это бутылки из полиэтилентерефталата, или ПЭТ. В прошлом месяце ученые выявили две обитающие в океане бактерии, которые едят ПЭТ-бутылки, – Thioclava sp. BHET1 и Bacillus sp. BHET2. Это открытие – еще одно свидетельство того, что океанский пластик создал свою уникальную среду, в которой появляются новые организмы. The Guardian рассказывает о том, что скрывается за термином «пластисфера», который появился в экологии менее десяти лет назад, но обещает остаться навсегда.

Слово «пластисфера» ввела в обиход Линда Амарал-Зеттлер, морской микробиолог из Королевского Нидерландского института морских исследований. По словам ученого, она стремилась придумать понятный термин для обозначения биопленки на пластике. Биопленкой называется множество микроорганизмов, расположенных поверхности, клетки которых прикреплены друг к другу. Так в исследовании, опубликованном в 2013 году журналом Environmental Science & Technology, появилось слово «пластисфера». По словам самой Амарал-Зеттлер, несмотря на новизну слова, скрывающееся за ним понятие гораздо старше – пластисфера существует с тех пор, как появился пластик. Пластифицированная морская среда представляет собой экосистему вроде коралловых рифов или сибирской тайги. Самый знаменитый ее фрагмент – Большое тихоокеанское мусорное пятно, скопление мусора антропогенного происхождения размером в две Франции. Но мест без пластика на Земле уже не осталось.

Если в работе 2013 года, одним из авторов которой была Амарал-Зеттлер, под пластисферой подразумевался лишь коллектив организмов, колонизирующих пластик, вроде бактерий и грибов, то с тех пор содержание термина стало заметно шире. Теперь обитателями пластисферы считаются, к примеру, такие крупные организмы, как крабы и медузы, которые путешествуют по океану, используя пластик в качестве средства передвижения. Эволюционировало и понимание пластисферы: уже ясно, несколько сложна эта экосистема. В ней есть организмы, которые живут за счет фотосинтеза, есть хищники и жертвы, есть симбионты и паразиты – то есть, по словам Амарал-Зеттлер, «полный спектр возможных взаимодействий, как и в других экосистемах».

От всех остальных экосистем пластисфера отличается тем, что не эволюционировала на протяжении миллионов лет, а появилась одномоментно и благодаря усилиям людей. Впрочем, несмотря на искусственность происхождения самой среды, все ее обитатели вполне естественны. К тому же у них отличные возможности для развития: в отличие от большинства природных материалов, пластик обладает высокой прочностью и стойкостью, позволяя прикрепленным организмам расти и распространяться на огромной площади.

Одно из недавних исследований продемонстрировало любопытную особенность пластисферы: определенные цвета пластика влияют на разнообразие колонизирующих их микробов. Так, сообщества на синем микропластике имели более богатое разнообразие, чем сообщества на желтом или прозрачном пластике. Пластисфера потенциально опасна: колонизирующие пластик организмы могут путешествовать по всему миру, и среди них встречаются вредоносные. В том же исследовании 2013 года были описаны вибрионы, содержащие патогены, которые в том числе вызывают гастроэнтерит. Часть пластика, который попадает в воду, тонет, а другая плавает на поверхности, становясь обиталищем всевозможных микробов. Когда пластмасса погружена в воду, она притягивает углерод, железо, азот и фосфор, а это в свою очередь привлекает микроорганизмы.

Потенциальные патогены – один из вопросов, которые интересуют исследователей пластисферы сильнее всего. Второй – способность некоторых микробов к биологическому разложению углеводородов, то есть пожиранию пластика. Последняя способность, в общем-то, не уникальна. Пять лет назад японские ученые обнаружили на мусорной свалкеб Ideonella sakaiensis –бактерии, у которых появился фермент, позволявший им есть пластик. Однако, как показало другое исследование, обитатели пластисферы обладают более богатым геномом – вероятно, это помогло им приспособиться к «поверхностному образу жизни». При этом они отнюдь не мутанты: хотя пластмассы – материал относительно новый, производится он в основном из компонентов нефти. Так что у бактерий было достаточно времени, чтобы разработать механизмы разложения. Возможно, в будущем бактерии если не съедят пластисферу окончательно, то по крайней мере подскажут нам способы решения проблемы пластикового мусора.

В любом случае ученым придется тщательно изучать микробиом пластисферы, который, как микробиом желудочно-кишечного тракта для человека, крайне важен для здоровья планеты. Уже совершенно ясно, что, раз появившись, пластиковая экосистема останется с нами навсегда.