השפעות אקולוגיות של מיקרופלסטיק על התפתחות עובר ציפור על ידי בקיעה ללא קליפת ביצה

ייצור פסולת הפלסטיק היה כ-6,300 הרים בשנת 2015, עשירית ממנו מוחזר, והשאר נשרף או נקבר מתחת לאדמה. ההערכה היא כי כ -12,000 הר של פסולת פלסטיק ייקבר מתחת לאדמה עד 2050¹. עם תשומת הלב של הקהילה הבינלאומית לפסולת פלסטיק, תומפסון הציע לראשונה את הרעיון של מיקרופלסטיק בשנת 2004². מיקרופלסטיק (MPs) מתייחס פלסטיק חלקיקים קטנים עם קוטר חלקיקים פחות מ 5 מ”מ. כיום, חוקרים זיהו את נוכחותם בכל מקום של חברי פרלמנט בקו החוף של יבשות שונות, האיים האטלנטיים, האגמים היבשתיים, הקוטב הצפוני ובתי גידול במעמקי הים^3,4,5,6,7. לכן, חוקרים נוספים החלו לחקור את הסיכונים הסביבתיים של חברי פרלמנט.

אורגניזמים יכולים לבלוע חברי פרלמנט בסביבה. חברי פרלמנט נמצאו במערכת העיכול של 233 אורגניזמים ימיים ברחבי העולם (כולל 100% מיני צבים, 36% מיני כלבי ים, 59% מיני לווייתנים, 59% מיני עופות ים, 92 סוגים של דגי ים ו -6 סוגים של חסרי חוליות)⁸. יתר על כן, חברי פרלמנט עשויים לחסום את מערכת העיכול של האורגניזמים, לצבור ולעבור בבובות שלהם⁹. נמצא כי חברי פרלמנט ניתן להעביר באמצעות שרשרת המזון, ואת צריכתם שונה עם השינויים של בית הגידול, שלב הצמיחה, הרגלי האכלה, ומקורות^{מזון 10}. כמה חוקרים דיווחו על קיומם של חברי פרלמנט גללים של עופות^{ים 11}, כלומר עופות ים לפעול כנשא של חברי פרלמנט. בנוסף, בליעה של חברי פרלמנט יכולה להשפיע על בריאותם של אורגניזמים מסוימים. לדוגמה, חברי פרלמנט יכולים להסתבך במערכת העיכול, ובכך להגדיל את התמותה של cetaceans¹².

חברי פרלמנט לבדם יש השפעות רעילות על אורגניזמים, כמו גם השפעות רעילות משותפות על אורגניזמים עם מזהמים אחרים. בליעה של ריכוזים הקשורים לסביבה של פסולת פלסטיק עלולה להפריע לתפקוד המערכת האנדוקרינית של דגים בוגרים¹³. גודל המיקרופלסטיק הוא אחד הגורמים החשובים המשפיעים על ספיגתם והצטברותם על ידי אורגניזמים^14,15. הפלסטיק בגודל קטן, במיוחד הפלסטיק בגודל ננו, נוטים אינטראקציה עם תאים ואורגניזמים עם רעילות גבוהה^16,17,18,19. למרות ההשפעות המזיקות של מיקרופלסטיק בגודל ננו-חלקיקים על אורגניזמים עולה על רמת המחקר הנוכחית, זיהוי וכימות של מיקרופלסטיק עם גדלים פחות מכמה מיקרומטרים, במיוחד תת מיקרו מיקרומטר / ננו-פלסטיק בסביבה, הוא עדיין אתגר גדול. בנוסף, ננו-פלסטיק יש גם כמה השפעות על עוברים. פוליסטירן יכול לפגוע בהתפתחות עוברים של קיפודי ים על ידי ויסות פרופילי חלבון וגנים²⁰.

כדי לחקור את ההשפעה הפוטנציאלית של חברי פרלמנט על אורגניזמים, ערכנו את המחקר הזה. בשל הדמיון בין עוברים ציפורים ועוברים אנושיים, הם משמשים בדרך כלל במחקר ביולוגי התפתחותי²¹ כולל אנגיוגנזה ו antiangiogenesis, הנדסת רקמות, שתל ביו חומרי, וגידולים במוח^22,23,24. לעוברי ציפורים יש את היתרונות של עלות נמוכה, מחזור תרבות קצר ותפעול קל^25,26. לכן, בחרנו עוברים שליו עם מחזור צמיחה קצר כחיה ניסיונית במחקר זה. בו זמנית, אנו יכולים לצפות ישירות בשינויים המורפולוגיים של עוברים שליו שנחשפו לחברי פרלמנט במהלך שלב ההתפתחות העוברית באמצעות טכנולוגיית בקיעה ללא קליפת ביצה. החומרים הניסיוניים בהם נעשה שימוש היו פוליפרופילן (PP) ופוליסטירן (PS). מכיוון ש- PP ו- PS²⁷ מהווים את השיעור הגדול ביותר של סוגי פולימרים המתקבלים משקעים וגופי מים ברחבי העולם, סוגי הפולימר הנפוצים ביותר המופקים מאורגניזמים ימיים שנתפסו הם אתילן ופרופילן²⁸. פרוטוקול ניסיוני זה מתאר את כל התהליך להערכה חזותית של השפעות טוקסיקולוגיות של חברי פרלמנט על עוברים שליו שנחשפו לחברי פרלמנט. אנו יכולים בקלות להרחיב שיטה זו כדי לבחון רעילות של מזהמים אחרים להתפתחות העובר של בעלי חיים אחרים.