Пластик в океане создает новые сообщества жизни в открытом море
Прибрежные растения и животные нашли новый способ выжить в открытом океане — колонизируя пластиковый мусор. Новый комментарий, опубликованный 2 декабря в Nature Communications, сообщает о прибрежных видах, растущих на мусоре в сотнях миль от берега в Северо-Тихоокеанском субтропическом круговороте, более известном как «Большое тихоокеанское мусорное пятно».
«Проблема пластика выходит за рамки просто проглатывания и запутывания в нем, — сказала Линдси Харам, ведущий автор статьи и бывший научный сотрудник Смитсоновского центра экологических исследований (SERC). — Он создает возможности для значительного расширения ареала прибрежных видов за пределы того, что мы ранее считали возможным».
Круговороты океанического пластика образуются, когда поверхностные течения уносят пластиковое загрязнение с побережий в регионы, где вращающиеся течения захватывают плавающие объекты, которые со временем накапливаются. В мире существует как минимум пять загрязненных пластиком круговоротов, или «мусорных пятен». Северо-Тихоокеанский субтропический круговорот между Калифорнией и Гавайями содержит больше всего плавающего пластика — по оценкам, 79 000 метрических тонн на площади более 610 000 квадратных миль. Хотя «мусорное пятно» — это не совсем точное название (много загрязнения состоит из микропластика, слишком мелкого, чтобы увидеть невооруженным глазом), плавающий мусор, такой как сети, буи и бутылки, также попадает в круговороты, унося с собой организмы с их родных побережий.
Новое открытое море
Авторы называют эти сообщества неопелагическими. «Нео» означает новый, а «пелагический» относится к открытому океану, в отличие от побережья. Ученые впервые заподозрили, что прибрежные виды могут использовать пластик для долгосрочного выживания в открытом океане после цунами в Японии в 2011 году, когда обнаружили, что почти 300 видов пересекли весь Тихий океан на обломках после цунами за несколько лет. Но до сих пор подтвержденные наблюдения прибрежных видов на пластике непосредственно в открытом океане были редки.
Для этого открытия Харам объединилась с Институтом океанских путешествий, некоммерческой организацией, собирающей пластиковое загрязнение во время парусных экспедиций, и парой океанографов из Гавайского университета в Маноа. Океанографы Ян Хафнер и Николай Максименко создали модели, предсказывающие, где пластик с наибольшей вероятностью скапливается в Северо-Тихоокеанском субтропическом круговороте. Они поделились этой информацией с Институтом океанских путешествий.
Как отметила Харам, ныне сотрудник Американской ассоциации содействия развитию науки, одним из преимуществ института является низкий углеродный след его судов. «Чтобы добраться до середины океана на лодке с бензиновым двигателем, может потребоваться много энергии, — сказала она. — Поэтому они используют большие парусные грузовые суда, чтобы ходить и удалять пластик из открытого океана».
В первый год пандемии COVID-19 основательница Института океанских путешествий Мэри Кроули и ее команда собрали рекордные 103 тонны пластика и другого мусора из Северо-Тихоокеанского субтропического круговорота. Она отправила некоторые из этих образцов в лабораторию морских инвазий SERC. Там Харам проанализировала виды, которые их колонизировали. Она обнаружила, что многие прибрежные виды — включая актиний, гидроидов и похожих на креветок амфипод — не только выживают, но и процветают на морском пластике.
Море вопросов
Для морских ученых само существование этого «нового открытого океана» является сменой парадигмы.
«Открытый океан до сих пор не был пригоден для обитания прибрежных организмов, — сказал старший научный сотрудник SERC Грег Руис, возглавляющий лабораторию морских инвазий, где работала Харам. — Отчасти из-за ограниченности среды обитания — раньше там не было пластика — а отчасти, как мы думали, потому что это была пищевая пустыня».
Новое открытие показывает, что оба этих предположения не всегда верны. Пластик обеспечивает среду обитания. И каким-то образом прибрежные «путешественники» находят пищу. Руис сказал, что ученые все еще строят догадки, как именно — либо они дрейфуют в существующие «горячие точки» продуктивности в круговороте, либо потому, что сам пластик действует как риф, привлекая больше источников пищи.
Теперь ученым предстоит разобраться с еще одним сдвигом: как эти прибрежные вселенцы могут повлиять на окружающую среду. В открытом океане много своих собственных аборигенных видов, которые также колонизируют плавающий мусор. Появление новых прибрежных соседей может нарушить океанские экосистемы, остававшиеся нетронутыми на протяжении тысячелетий.
«Прибрежные виды напрямую конкурируют с этими океаническими обитателями, — сказала Харам. — Они конкурируют за пространство. Они конкурируют за ресурсы. И эти взаимодействия очень плохо изучены».
А еще есть угроза инвазивных видов. Ученые уже наблюдали начало этого процесса с обломками после японского цунами, которые перенесли организмы из Японии в Северную Америку. Огромные колонии прибрежных видов, годами дрейфующие в открытом океане, могут действовать как новый резервуар, давая прибрежным вселенцам больше возможностей для вторжения на новые побережья.
«Эти другие побережья — не только городские центры… Эта возможность распространяется на более отдаленные районы, охраняемые территории, Гавайские острова, национальные парки, морские охраняемые районы», — сказал Руис.
Авторы до сих пор не знают, насколько распространены эти «неопелагические» сообщества, могут ли они поддерживать себя или существуют ли они за пределами Северо-Тихоокеанского субтропического круговорота. Но зависимость мира от пластика продолжает расти. Ученые прогнозируют, что совокупные мировые пластиковые отходы к 2050 году могут превысить 25 миллиардов метрических тонн. С учетом более сильных и частых штормов на горизонте из-за изменения климата авторы ожидают, что еще больше пластика будет вынесено в море. Колонии прибрежных вселенцев в открытом океане, вероятно, будут только расти. Этот долгое время игнорировавшийся побочный эффект пластикового загрязнения, по словам авторов, может вскоре изменить жизнь на суше и в море.
Вклад в статью также внесли Уильямс-колледж, Океанографический институт Скриппса, Институт наук об океане в Британской Колумбии и Лаборатория прикладной физики Вашингтонского университета.