Pe măsură ce crește îngrijorarea în rândul ecologiștilor și al consumatorilor cu privire la micro și nanoplastice din oceane și fructe de mare, acestea sunt din ce în ce mai studiate în mediile marine, spun Baoshan Xing de la Universitatea din Massachusetts Amherst și colegii din China. Dar „se știe puțin despre comportamentul nanoplasticelor în mediile terestre, în special solurile agricole”, adaugă ei.

acumulează

Xing, om de știință în domeniul mediului la Școala de Agricultură Stockbridge UMass Amherst, și colaboratori la Universitatea Shandong, China, subliniază că până acum nu au existat dovezi directe că nanoplasticele sunt internalizate de plantele terestre.

Aceștia afirmă: „Descoperirile noastre oferă dovezi directe că nanoplasticele se pot acumula în plante, în funcție de încărcarea lor de suprafață. Acumularea de plante din nanoplastic poate avea atât efecte ecologice directe, cât și implicații pentru durabilitatea agricolă și siguranța alimentelor”. Atât nanoplasticele încărcate pozitiv, cât și negativ se acumulează în planta model de laborator uzual folosită, Arabidopsis thaliana.

Xing adaugă că utilizarea globală pe scară largă și persistența în mediu duc la o cantitate „enormă” de deșeuri de plastic. El spune: "Experimentele noastre ne-au oferit dovezi ale absorbției și acumulării nanoplasticelor în plante în laborator la nivel tisular și molecular, utilizând abordări microscopice, moleculare și genetice. Am demonstrat acest lucru de la rădăcină până la tragere". Detaliile sunt în Nature Nanotechnology săptămâna aceasta.

Xing subliniază că particulele nanoplastice pot fi la fel de mici ca o proteină sau un virus. Meteorizarea și degradarea modifică proprietățile fizice și chimice ale plasticului și conferă încărcături de suprafață, astfel încât particulele din mediu sunt diferite de nanoplastele curate de polistiren utilizate adesea în laborator. Acesta este motivul pentru care am sintetizat nanoplastice din polistiren cu sarcini de suprafață pozitive sau negative pentru utilizare în experimentele noastre.

El a contribuit la proiectarea studiului, interpretarea rezultatelor, evaluarea și revizuirea manuscrisului în timp ce o echipă numeroasă de la Universitatea Shandong condusă de Xian-Zheng Yuan și Shu-Guang Wang a condus experimentele.

Au crescut plante Arabidopsis în sol amestecat cu nanoplastice diferite încărcate, fluorescente marcate pentru a evalua greutatea plantelor, înălțimea, conținutul de clorofilă și creșterea rădăcinilor. După șapte săptămâni, au observat că biomasa și înălțimea plantelor au fost mai mici la plantele expuse la nanoplastice decât la martori, de exemplu.

"Nanoplasticele au redus biomasa totală a plantelor model", adaugă Xing. "Au fost mai mici și rădăcinile au fost mult mai scurte. Dacă reduceți biomasa, nu este bine pentru plantă, randamentul scade și valoarea nutrițională a culturilor poate fi compromisă".

El a adăugat: „Am constatat că particulele încărcate pozitiv nu au fost absorbite atât de mult, dar sunt mai dăunătoare plantei. Nu știm exact de ce, dar este probabil ca nanoplasticele încărcate pozitiv să interacționeze mai mult cu apa, nutrienții și rădăcini și a declanșat diferite seturi de expresii genetice. Acest lucru trebuie explorat în continuare în plantele de cultură din mediu. Până atunci, nu știm cum poate afecta randamentul culturilor și siguranța culturilor alimentare. "

Echipa a analizat, de asemenea, răsadurile pentru a investiga sensibilitatea rădăcinilor la nanoplastice încărcate. Expus timp de 10 zile, creșterea răsadurilor a fost inhibată în comparație cu cea a răsadurilor martor. Pentru a identifica mecanismele moleculare responsabile, cercetătorii au folosit analize transcriptomice RNA-Seq ale rădăcinilor și lăstarilor, apoi au verificat rezultatele cu o analiză PCR cantitativă pe trei gene rădăcinoase și patru gene de lăstar.

„Indiferent de sarcina de suprafață, Arabidopsis poate prelua și transporta nanoplastice cu dimensiuni mai mici de 200 nm”, scriu ei. Mai mult, „În acest studiu, am demonstrat în principal că calea absorbției și transportului nanoplasticelor în țesuturile rădăcinii a diferit între nanoplasticele încărcate diferențial.”