Seeigel leiden unter Deformitäten durch Kunststoffchemikalien

  • Laut einer neuen Studie in der Zeitschrift Environmental Pollution verursachten Chemikalien, die sowohl in neuen Kunststoffen als auch in an einem britischen Strand angespülten gefunden wurden, Deformitäten bei Seeigellarven.
  • Seeigellarven, die in Wasser gezüchtet wurden, das mit Chemikalien aus Kunststoffen verunreinigt war, zeigten schwerwiegende Deformitäten. Kunststoffe, die noch nie chemisch behandelt worden waren, verursachten keine Deformitäten.
  • Einige Kunststoffe werden mit Chemikalien versetzt, um ihre Eigenschaften zu verbessern, während Kunststoffe auf See Chemikalien ansammeln und konzentrieren können, die bereits die Ozeane verschmutzen.
  • Forscher sagen, dass mehr getan werden muss, um zu verhindern, dass Kunststoffe den Ozean erreichen.

Eine einsame Gestalt kniet an der Flutlinie von Tregantle Beach. Tregantle ist eine 2 Kilometer lange Strecke mit goldenem Sand, die die Küste von Cornwall im Südwesten Englands umarmt. Auf der einen Seite sind abfallende Klippen und auf der anderen Seite Wellen zu brechen. Ein paar robuste Surfer tummeln sich im Schaum schlanke schwarze Siegel. Die Figur fegt den Sand vorsichtig mit einer Kehrschaufel und einer Bürste auf und kippt ihn in einen Netzbehälter, aus dem ein Großteil des Sandes sofort herausläuft.

Das Fegen dieses idyllischen Strandes mit einer Kehrschaufel und einer Bürste mag wie Wahnsinn erscheinen, bis Sie noch genauer hinschauen. Während der Sand aus dem Netzbehälter abfließt, bleibt etwas übrig. Plastik. Große und kleine farbige Reste liegen den ganzen Weg entlang dieses Strandes mit dem Sand vermischt, wie sie es an vielen Stränden auf der ganzen Welt tun. Einige dieser Plastikfragmente brachen vom Müll ab, der ins Meer ausgewaschen wurde. andere sind schwimmende Filter oder „Biokügelchen“, die zur Aufbereitung von Abwasser verwendet werden; und noch mehr sind „Nudeln“, die winzigen Bausteine ​​aus Industriekunststoffen, die jeweils etwa die Größe einer Linse haben und notorisch zum Verschütten neigen.

Büro bin Methode der Strandreinigung. Bild mit freundlicher Genehmigung von Rob Arnold.

Der Mann, der Tregantle Beach geduldig putzt, ist Rob Arnold, ein lokaler Künstler, der hier seit etwa sieben Jahren Kunststoffe sammelt und sie in Skulpturen verwandelt.

“Ich gehe wahrscheinlich einmal im Monat nach Tregantle”, sagt Arnold. “Jedes Mal werde ich sehen, wie Plastik angespült wird.”

Aber hin und wieder ist die Umweltverschmutzung so schlimm, dass selbst Arnold schockiert ist. Er beschrieb die Folgen eines Sturms und sagte zu Mongabay: „Ich konnte kaum glauben, was meine Augen erlebten. Der Hauptabschnitt des Strandes, der normalerweise ziemlich frei von Mikroplastik ist, war dicht mit ihnen… Sogar die Felsen waren in Nudeln und Plastikfragmenten erstickt. Ich dachte: ‘Oh mein Gott, was haben wir getan!’ ”

 Plastikverschmutzung am Tregantle Beach nach einem Sturm im März 2017. Mit freundlicher Genehmigung von Rob Arnold.

Während Arnold den größten Teil des von ihm gesammelten Kunststoffs in Kunst umwandelt, um das Bewusstsein zu schärfen, sind nicht alle seine Funde für Galerien bestimmt: Einige schickt er in ein Labor in Italien, um Wissenschaftlern zu helfen, die verborgenen Auswirkungen von Kunststoffen auf das Leben im Meer zu verstehen. In einem wissenschaftlichen Artikel über Umweltverschmutzung wurden einige von Arnolds Kehrungen von Tregantle Beach verwendet, um die Auswirkungen von Mikroplastik auf lila Seeigel (Paracentrotus lividus) zu untersuchen. Das wissenschaftliche Team unter der Leitung von Eva Jimenez-Guri, einer Entwicklungsbiologin aus Spanien an der Universität von Exeter, Großbritannien, untersuchte, wie Chemikalien aus Kunststoffen die Entwicklung von Seeigellarven beeinflussen.

„Wir wissen, dass viele Tiere mit Plastikpartikeln im Darm gefunden wurden. Einige in einem Ausmaß, in dem sie gestorben sind, weil ihre Eingeweide blockiert sind “, erzählt Jimenez-Guri Mongabay. Aber, fragte sie sich, hat Plastik Auswirkungen, die über das physische Verstopfen hinausgehen? Könnte es auch das Leben im Meer auf heimtückischere Weise schädigen?

Sie fand heraus, dass die Antwort ja war. Ihr Team entdeckte, dass in Kunststoffen enthaltene Chemikalien „Seeigel extreme Entwicklungsstörungen verursachen“, stellt sie fest.

 Jimenez-Guri in Cornwall, Großbritannien Mit freundlicher Genehmigung von Eva Jimenez-Guri.

Kunststoffe haben Eigenschaften, die dazu führen, dass bestimmte Schadstoffe an sie binden. Wenn sich die Umgebungsbedingungen ändern, können diese Verunreinigungen freigesetzt werden. Dies bedeutet, dass Kunststoffe, die sich in den Ozeanen bewegen und ansammeln, möglicherweise Chemikalien mit ihnen bewegen und konzentrieren.

Die Wissenschaftler konzentrierten sich auf vier Arten von Kunststoffen: Nudeln und Biokügelchen aus Tregantle Beach, neue Pellets aus Polyvinylchlorid (PVC), denen bei ihrer Herstellung Chemikalien zugesetzt wurden, und „jungfräulichen“ Polyethylenkunststoffen, denen keine zusätzlichen Chemikalien zugesetzt wurden.

 Plastik von Tregantle Beach gesammelt. Bild mit freundlicher Genehmigung von Eva Jimenez-Guri.

Jimenez-Guri und ihr Team tränkten die Kunststoffe zwei Tage lang in Salzwasser. Nach dem Entfernen der Kunststoffe fügten die Wissenschaftler dem gleichen Wasser Seeigelembryonen und -larven hinzu. Bereits nach 48 Stunden zeigten die Seeigel auffällige Deformitäten, von denen sich die meisten als tödlich erwiesen. Viele der Larven, die normalerweise winzigen Eiffeltürmen ähneln, entwickelten sich nur zu runden Klecksen.

Als die Wissenschaftler jedoch Larven in Wasser züchteten, in dem sich jungfräuliche Kunststoffe befanden – dh unverarbeitete „rohe“ Kunststoffe ohne Zusatz von Chemikalien -, entwickelten sie keine größeren Deformitäten als solche, die in unverschmutztem Wasser gezüchtet wurden. Dies zeigte den Wissenschaftlern, dass Chemikalien, die aus den Kunststoffen und nicht aus den Kunststoffen selbst herausgelöst wurden, für die Probleme verantwortlich waren, die bei den Seeigeln auftraten.

 Seeigellarven, die links in kunststofffreiem Wasser aufgezogen wurden, und rechts Wasser, das zwei Tage lang Mikroplastik gehalten hatte. Bild mit freundlicher Genehmigung von Eva Jimenez-Guri.

Bei der Untersuchung der am Tregantle Beach angespülten Kunststoffe fanden Jimenez-Guri und ihre Kollegen hohe Konzentrationen sowohl an polychlorierten Biphenylen (PCBs) als auch an polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK).

Viele Länder stellen PHBs ein, die aufgrund ihrer Toxizität für Menschen und andere Säugetiere in allen Bereichen eingesetzt werden, von Flammschutzmitteln bis hin zur Isolierung von Drähten. Es gibt jedoch noch rund 17 Millionen Tonnen Materialien, die PCB enthalten. PCBs bleiben auch viele Jahre in der Umwelt erhalten und können sich in Meerestieren wie Fischen und Walen ansammeln.

Im Gegensatz dazu entstehen beim Verbrennen von Biokraftstoffen, fossilen Brennstoffen und Wäldern PAK. Forscher haben PAK mit Krebs und Herz-Kreislauf-Erkrankungen beim Menschen in Verbindung gebracht. Während einige Regierungsstellen darauf abzielen, die PAK-Konzentrationen in der Umwelt zu regulieren, sind sie immer noch weit verbreitet.

In der Zwischenzeit stellten die Wissenschaftler fest, dass brandneue PVC-Pellets, die weniger PCB und PAK enthalten, die sich entwickelnden Seeigellarven immer noch beschädigten. Es scheint wahrscheinlich, dass die Chemikalien, die typischerweise den Pellets zugesetzt werden, wie Phthalate, zu schweren Deformitäten führten. Chemische Zusätze verleihen Kunststoffen ihre nützlichen Eigenschaften; Phthalate zum Beispiel machen Kunststoffe flexibler.

 Prozentsatz der Larven, die nach 48 Stunden Deformitäten aufweisen. Die Wildtyp-Larvencharge wurde in Wasser gezüchtet, das nicht mit Kunststoffen behandelt war; PE in Wasser, das zuvor unbehandeltes unbehandeltes Polyethylen enthielt; und der Rest in Wasser, das mit Biokügelchen, Nudeln bzw. PVC behandelt wurde. Die Klassen definieren die Arten von Deformitäten auf einer Skala von 0 (typische vierarmige Pluteuslarven) bis 4 (Nekrose). Bild mit freundlicher Genehmigung von Eva Jimenez-Guri.

Die Forscher sagen, dass die Konzentration der in dieser Studie beobachteten Chemikalien im größten Teil des Ozeans, wo das Volumen des verdünnenden Wassers viel größer ist, intensiver war als erwartet. In besonders verschmutzten Gebieten wie Deponien kann die Menge an Kunststoffen jedoch dazu führen, dass höhere Konzentrationen gefährlicher Chemikalien ausgelaugt werden. In jedem Fall können niedrigere chemische Konzentrationen immer noch schädliche Auswirkungen haben.

Es ist schwierig, die Auswirkungen chemischer Verschmutzung auf Seeigel in freier Wildbahn zu untersuchen. Stark deformierte Larven überleben nicht lange, so dass Forscher möglicherweise eher einen allgemeinen Rückgang der Seeigel als die durch Verschmutzung verursachten verräterischen Deformitäten feststellen.

“Es gibt einen Rückgang der Seeigelpopulationen”, sagt Jimenez-Guri. „Leider sind viele Faktoren für diesen Rückgang verantwortlich. Eine plastische Verunreinigung kann eine davon sein. Der Klimawandel spielt definitiv eine Rolle. “

Seeigel reagieren empfindlich auf Veränderungen der Nahrungsversorgung und der Wassertemperatur, die beide vom Klimawandel betroffen sind. Erschwerend kommt hinzu, dass Klimaveränderungen die Meeresströmungen verändern können, in denen sich Seeigellarven bewegen.

Es gibt fast tausend Arten von Seeigeln, und sie leben überall von flachen Felsenpools bis zu Tiefen von 5.000 Metern. An vielen Orten spielen sie eine wichtige ökologische Rolle, beispielsweise um sicherzustellen, dass Algen keine Korallenriffe überholen. Wissenschaftler haben Seeigel aufgrund ihrer gut sichtbaren Embryonen lange Zeit als Modellorganismus in der Entwicklungsbiologie verwendet. Da sich viele Meerestiere (wie Fische) auch durch im Wasser freie Embryonal- und Larvenstadien entwickeln, kann jeder Schadstoff, der Seeigellarven schädigt, auch Konsequenzen für andere Meereslebewesen haben.

 Lila Seeigel (Paracentrotus lividus) im Mittelmeer. Bild von Frédéric Ducarme über Wikimedia Commons (CC BY-SA 3.0).

Laut Jimenez-Guri gibt es viele Möglichkeiten, die chemische Verschmutzung durch Kunststoffe zu bekämpfen, von der Auswahl von Kunststoffen, mit denen Abwässer sorgfältiger gefiltert werden, bis hin zu strengeren Kontrollen bei der Verschüttung von Industriepellets. Noch wichtiger sei jedoch, dass ein besseres Kunststoffrecycling erforderlich ist, um zu verhindern, dass die riesigen Mengen an Kunststoffen, die gewöhnliche Menschen jedes Jahr wegwerfen, ins Meer gelangen.

Dennoch schlagen einige vor, dass wir weiter gehen sollten. Anti-Verschmutzungskampagnen wie Rethink Plastic argumentieren, dass wir die Krise der Kunststoffverschmutzung nicht lösen können, ohne den Einsatz von Kunststoffen zu reduzieren. Sie möchten auch schädliche Chemikalien auslaufen lassen und sicherstellen, dass alle chemischen Zusätze zu Kunststoff vollständig zurückverfolgt werden.

„In vier Jahren… habe ich rund 15 Millionen Pellets, 750 Liter, gesammelt und getrennt [nearly 200 gallons] in Volumen “, sagt der Plastikkünstler Arnold, der eine Maschine hergestellt hat, um die Effizienz seines Sand-Siebens zu verbessern. „Und noch heute präsentieren sich mehr an diesem Strand. Die vorhandene Verschmutzung kann nicht vollständig beseitigt werden. Wir müssen uns ernsthaft mit Prävention befassen, um die Auswirkungen auf die Umwelt zu verringern. “

 Jimenez-Guri fotografiert Seeigellarven im Labor. Bild mit freundlicher Genehmigung von Eva Jimenez-Guri.

Arnold verwandelt die Plastikfragmente von Tregantle in schöne Dinge: einen Osterinsel-ähnlichen Moai, einen Hummer, sogar Stonehenge. Aber während er diese Kunststoffe davon abhält, wieder in den Ozean einzudringen, werden sie wahrscheinlich nie ganz zusammenbrechen. Plastik zerbricht in Stücke, immer kleiner, scheint aber nicht in etwas anderes zu zerfallen. Da die Kunststoffproduktion derzeit von Jahr zu Jahr wächst, wird die Krise der Kunststoffe im Ozean – und der Chemikalien, die sie konzentrieren – nicht so schnell verschwinden.

“Es gibt Berichte über Kunststoffe in unserem Trinkwasser, in Salz und praktisch überall, wo jemand hinschaut”, sagt Jimenez-Guri. „Jetzt wurden sie sogar im menschlichen Mutterleib gefunden. Was machen diese Kunststoffe mit Tieren und Menschen? “

 Moai im Stil einer Osterinsel aus Mikroplastik, das Rob Arnold am Tregantle Beach gesammelt hat. Bild mit freundlicher Genehmigung von Rob Arnold.

Zitat:

Rendell-Bhatti, F., Paganos, P., Pouch, A., Mitchell, C., D’Aniello, S., Godley, BJ,… Jimenez-Guri, E. (2021). Entwicklungstoxizität von plastischen Sickerwasser am Seeigel Paracentrotus lividus. Environmental Pollution, 269, 115744. doi: 10.1016 / j.envpol.2020.115744

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