Over de afgelopen tien jaar, wetenschappers hebben kleine stukjes plastic ontdekt in veel oceaanwateren, en zelfs in diepzeemodder. Echter, ze weten heel weinig over hoe microplastics in de oceaan worden getransporteerd. Een nieuw artikel van MBARI-onderzoekers in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang toont aan dat filtervoedende dieren, gigantische larvaceanen genaamd, microplastic deeltjes in de diepzee kunnen verzamelen en consumeren. De deeltjes hopen zich op in de afvalfilters van de larven en komen terecht in de fecale pellets van de dieren, die snel door de oceaan zinken, mogelijk microplastics naar de diepe zeebodem vervoeren.

Ondanks hun naam, gigantische larven zijn minder dan 10 centimeter (vier inch) lang, en lijken een beetje op kikkervisjes. Ze leven ver onder het oceaanoppervlak, het vangen van voedsel in kleverige slijmfilters die meer dan een meter (drie voet) breed kunnen zijn. Deze filters (die "huizen" worden genoemd omdat de larven erin leven) vangen kleine deeltjes drijvend puin op, die vervolgens worden opgegeten door de larve. Wanneer het huis van een larvecaan verstopt raakt met puin, het dier verlaat de structuur en het zinkt naar de zeebodem.

Begin 2016 plande MBARI-hoofdingenieur Kakani Katija een experiment met het DeepPIV-systeem om uit te zoeken hoe snel gigantische larven zeewater konden filteren. en welke deeltjesgrootte ze in hun filters konden opvangen. Andere onderzoekers hebben geprobeerd deze vragen in het laboratorium te beantwoorden door kleine plastic bolletjes in tanks met kleinere larven te plaatsen. Omdat gigantische larveachtige huizen te groot zijn om in het lab te bestuderen, Katija besloot soortgelijke experimenten uit te voeren in de open oceaan, met behulp van op afstand bediende voertuigen van MBARI.

Toen Katija dit experiment besprak met postdoctoraal onderzoeker Anela Choy, ze realiseerden zich dat dergelijke in-situ voedingsexperimenten met plastic kralen ook licht kunnen werpen op het lot van microplastics in de diepzee.

In juni 2016, de onderzoekers rustten MBARI's op afstand bediende voertuig (ROV) Doc Ricketts uit met een container met zeewater en kleurgecodeerde plastic bollen van verschillende groottes, van een honderdste tot twee derde van een millimeter in diameter. Nadat we de ROV naar Monterey Canyon hebben gestuurd, het team heeft kleine hoeveelheden microplastic kralen vrijgegeven in de buurt van de voedingsfilters van individuele gigantische larvaceans, trok toen de ROV terug om te kijken wat er gebeurde.

In ten minste 11 van de 25 geteste larvaceanen, de kralen werden gevangen door de fijn getextureerde binnenfilter van de larve. In zes van deze gevallen de onderzoekers observeerden een larve die de kralen daadwerkelijk inslikte, die zichtbaar waren in het transparante lichaam van het dier.

Met de ROV vingen de onderzoekers de zes larven met plastic bolletjes in hun ingewanden en brachten ze naar een laboratorium aan boord van het onderzoeksschip Western Flyer. Ze hielden de dieren 12 uur in het laboratorium. Tegen die tijd waren alle plastic kralen door de ingewanden van de larven gegaan en kwamen in hun fecale pellets terecht.

Na het registreren van het aantal en de grootte van kralen ingebed in fecale pellets, de onderzoekers waren verrast om te ontdekken dat de larvaceans deeltjes van alle groottes hadden verzameld en geconsumeerd die in de experimenten werden gebruikt. Ze hadden verwacht dat de larven alleen de kleinere deeltjes zouden consumeren.

Het onderzoeksteam heeft vervolgens gemeten hoe snel de fecale pellets van gigantische larvaceanen zouden zinken. De fecale korrels zinken naar schatting op ongeveer 300 meter (ongeveer 1, 000 voet) per dag. Eerdere studies toonden aan dat afgedankte larvenhuizen tot wel 800 meter kunnen zinken (2, 600 voet) per dag. Deze resultaten suggereren dat larvenhuizen en fecale pellets microplastics snel van nabije oppervlaktewateren naar de diepe zeebodem kunnen transporteren.

Laboratoriumstudies hebben aangetoond dat andere veelvoorkomende filtervoedende dieren, zoals salpen, kan ook microplastics binnenkrijgen. Katija en Choy en hun co-auteurs voeren momenteel ROV-experimenten uit om erachter te komen of deze dieren zich op dezelfde manier gedragen in hun natuurlijke omgeving. Choy en MBARI Senior Scientist Bruce Robison zijn vooral geïnteresseerd in hoe microplastics van het ene dier op het andere kunnen worden overgedragen via diepzeevoedselwebben.

In eerdere experimenten met het DeepPIV-systeem, Katija toonde aan dat gigantische larven zeewater sneller kunnen filteren dan enig ander drijvend open-oceaandier. Deze vonst, samen met het recente onderzoek, suggereert dat larvaceanen het potentieel hebben om belangrijk te zijn, onbedoelde consumenten van microplastics in de oceaan. Omdat veel andere diepzeedieren larven eten, hun fecale korrels, of hun verworpen huizen, alle microplastics die door larvaceanen worden verzameld, zouden worden opgenomen in voedselwebben in het midden van het water.

evenzo, microplastics die de diepe zeebodem bereiken, verdwijnen niet zomaar. Velen zullen waarschijnlijk worden opgenomen door dieren op de diepzeebodem die afhankelijk zijn van afgedankte larvehuizen als een belangrijke voedselbron.

Katija wijst er snel op dat de recent gepubliceerde studie slechts een eerste stap is, en veel fundamentele vragen over microplastics in de oceaan blijven onbeantwoord. "Er wordt veel onderzoek gedaan naar plastic in de ingewanden van zeevogels en vissen, ' zei Katja, "Maar niemand heeft echt naar plastic in dieper water gekeken. We werken momenteel aan experimenten om de concentraties van microplastics op verschillende diepten in de oceaan te bestuderen, met behulp van watermonsters en misschien zelfs afgedankte larvehuisjes."

Het MBARI-team werkt ook actief samen met het Monterey Bay Aquarium om de maatschappelijke en ecosysteemeffecten van grootschalige plasticvervuiling in de oceaan te communiceren. Zoals Choy het uitdrukte, "Het Aquarium zet zich sterk in voor het behoud van oceaanecosystemen, en heeft ruime ervaring in het beïnvloeden van beleid met wetenschap. Door deze expertise te combineren met de kennis en ervaring van MBARI met diepe pelagische ecosystemen, we werken eraan om het transport en de kringloop van plastic door oceaanvoedselwebben te begrijpen, en wat dit voor de mens kan betekenen."