地中海のプラスチックマイクロファイバーが細菌を浮かべている

ほとんどの水域には、自然に微生物が生息しており、地中海も例外ではない。現在、地中海の微小な海洋生物は、新たな移動手段を手に入れた。それは、増え続けるプラスチック船団、つまりマイクロファイバーに乗って移動しているのだ。

11月30日にPLOS One誌に掲載された最近の研究で、フランスのソルボンヌ大学の生物学者チームが地中海に漂うマイクロファイバーに195種の細菌が生息していることを発見した。彼らの分析によると、マイクロファイバー1本に2,600以上の細菌細胞が生息している可能性がある。プラスチック粒子に生息する海洋微生物のすべてが危険なわけではないが、研究者らは野生生物や人間に潜在的に有害となる可能性のある細菌種のレベルを特に懸念している。

「プラスチックは海洋における比較的新しい基質です」と、ソルボンヌ大学の海洋プラスチック汚染研究者で、本論文の著者でもあるアナ・ルジア・デ・フィゲイレド・ラセルダ氏は言う。「私たちは、プラスチック上に何が生息しているかを発見し、細菌群の多様性や、これらの群の中で潜在的に病原性や侵襲性を持つ可能性があるものを調べています。」

2020年の国連環境計画の報告書では、毎日730トンのプラスチック廃棄物が地中海に流れ込み、特定の地域では1平方キロメートルあたり6,400万個以上の微小な浮遊粒子がプラスチックマイクロファイバーなどとともに漂っていると推定されている。実際、世界の主要な海洋盆地の中で、地中海はマイクロファイバーの濃度が最も高い。これらの小さな合成繊維は、ほつれた漁網、繊維メーカー、洗濯物などから放出されるとラセルダ氏は説明する。「これは海洋で最も豊富な種類のマイクロプラスチックの1つです」と彼女は言う。地中海の水は塩分濃度と密度が高いため、表面近くに浮遊する繊維の濃度が高くなる可能性もあると、新しい研究は指摘している。

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世界中の海で、プラスチック汚染によって海洋微生物の新たな人工コミュニティが生まれている。研究者たちはこれを「プラスチスフィア」と呼んでいる。浮遊性の細菌やその他の微生物叢は、木材、微細藻類、堆積物などの基質にしがみつくのに役立つ粘着性分子を分泌することができる。一度付着すると、細菌はこれらの粘着性分子をさらに生成し、さらに多くの微生物が付着できるようにして、バイオフィルムの成長を引き起こす、とカリフォルニア大学デービス校の感染症専門家カレン・シャピロ氏はPopSciへのメールで説明した。しかし、プラスチックの問題は、海洋環境では天然の基質よりもはるかに長持ちするため、微生物汚染のリスクと拡散が増加することだとラセルダ氏は言う。一部の種類のプラスチックは海水よりも密度が低く、表面に浮かび、海流によって長距離を運ばれる可能性がある。

「プラスチックはこれらの生物にとって船のような役割を果たします」とラセルダ氏は説明する。「プラスチックは生物種を地域を超えて輸送し、自然システムの機能に変化をもたらす可能性があります。」

細菌が繁殖すると、プラスチックは海洋生物にとって食べ物のような匂いになり、誤って食べてしまう可能性がある。これはマイクロプラスチックが食物連鎖を通じて混ざり合うことを意味するだけでなく、過去の研究では、プラスチックに含まれる有毒化学物質が、シャチやカキなど一部の野生生物の成長や生殖に影響を与えるホルモン機能障害を引き起こす可能性があることが示されている。

地中海のマイクロファイバーにどんな種類の細菌が潜んでいるか調べるため、ラセルダ氏と同僚はモナコとフランスのニースの海岸近くの北西端からサンプルを採取した。マイクロファイバーを分離した後、研究チームは顕微鏡とDNA配列を使用して繊維上の細菌種を特定し、水中の浮遊細菌と比較した。マイクロファイバーに生息する195種の細菌の中で、ラセルダ氏と著者らは、人間に魚介類中毒を引き起こす可能性のある病原性腸炎ビブリオが「大量」含まれていることを突き止めた。

これまでの研究では、海洋プラスチックに病原性の海洋微生物が発見されている。 エロモナス・サルモニシダはサケに感染して死滅させる可能性がある。 アルコバクター属は、人に病気を引き起こす可能性がある。「ある特定のサンプルでは、​​細菌種のほぼ3分の1が腸炎ビブリオであることが著者らによって発見された。これは注目すべき割合であり、その病原性を考えると懸念される可能性がある」と、最近の研究には関与していないがプラスチスフェアも研究しているシャピロ氏は電子メールで述べた。「最終的に海に流れ込むこれらの人為的繊維は、海洋生物だけでなく、これらの汚染物質を濃縮する可能性のある貝類を摂取する人々への病気の伝染を媒介する可能性がある」腸炎ビブリオは、カキなどの濾過摂食魚が通常養殖される温かい汽水域で繁殖する。

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マイクロファイバーやそれが運ぶ有害物質が豊富な場所を特定することで、特定の水域が海水浴、農業、釣りに安全かどうかを知るのに役立つとラセルダ氏は言う。気候変動は、腸炎ビブリオなど温度の影響を受けるプラスチック生息性微生物の蔓延と病原性をさらに高める可能性がある。「海水温が上昇するにつれ、微生物の毒性と[プラスチック]付着性も温度上昇とともに高まります」とラセルダ氏は言う。これは、世界の他の地域よりも急速に温暖化している地中海のような砂で囲まれた海では特に重要である。その結果、「地中海のプラスチスフェアが気候変動に素早く反応することが期待できます」とラセルダ氏は指摘する。

シャピロ氏によると、地中海での研究結果は、プラスチック廃棄物で繁殖する海洋細菌が「もっと注目されるべき世界的な現象」であるという証拠をさらに増やすものだという。シャピロ氏とラセルダ氏は、人間が海洋生態系をどのように変え、害を与えているかをより深く理解するために、病原体とプラスチックなどのさまざまな汚染物質との相互作用についてさらに調査する必要があると考えている。

「一般の人々がこの問題を認識し、海洋プラスチック汚染が海洋生物だけでなく、人間にも影響を及ぼす可能性があることを理解すべきだと私は信じています」とラセルダ氏は言う。プラスチック問題が拡大し続ける中、彼女は「私たちは別の生き方を探さなければなりません」と付け加えた。