Sponzen zijn filtervoeders die leven van fijnstof, maar ze kunnen ook microscopisch kleine stukjes plastic en andere verontreinigende stoffen van antropogene oorsprong opnemen. Ze kunnen daarom dienen als nuttige bio-indicatoren voor de gezondheid van mariene ecosystemen.

Vervuiling van de wereldzeeën als gevolg van antropogene toevoer van plastic en ander industrieel afval vormt een toenemende bedreiging voor de levensvatbaarheid van mariene ecosystemen. En omdat dergelijke verontreinigende stoffen zich ophopen in vissen, schaaldieren en weekdieren, ze komen in de voedselketen terecht en kunnen door menselijke consumenten worden ingenomen. Microdeeltjes met afmetingen van minder dan 5 mm vormen een bijzonder verraderlijk probleem. Deze klasse van verontreinigende stoffen omvat microplastics en textielvezels, evenals synthetische chemicaliën die worden aangetroffen in consumentenproducten zoals huishoudelijke reinigingsmiddelen en cosmetica. Het is daarom absoluut noodzakelijk om methoden te ontwikkelen om de omvang van de dreiging te kwantificeren om effectieve maatregelen te ontwikkelen om deze te verminderen. In een nieuwe publicatie in het tijdschrift Milieuvervuiling , een onderzoeksteam onder leiding van LMU-hoogleraar Gert Wörheide (Departement Aard- en Milieuwetenschappen, en GeoBio-Center) toont aan dat mariene sponzen een groot potentieel hebben als bio-indicatoren voor de monitoring van microscopische verontreinigende stoffen in de zeeën.

Sponzen worden soms de stofzuigers van de oceaan genoemd. Ze voeden zich met kleine deeltjes die in de stroming zweven, door ze te filteren uit het zeewater dat door hun zeer poreuze weefsels stroomt - die bij veel soorten worden ondersteund door gemineraliseerde skeletten. Om hun bruikbaarheid als bio-indicatoren voor verontreinigende microdeeltjes te beoordelen, Wörheide en collega's bestudeerden 15 monsters van een soort gemineraliseerde sponzen die behoren tot de klasse die bekend staat als "demosponges" van een koraalrif voor de kust van het eiland Bangka in Noord-Sulawesi (Indonesië). "We hebben voor deze locatie gekozen omdat Zuidoost-Azië een hotspot is voor vervuilende plastics in de oceanen, " zegt Elsa B. Girard, hoofdauteur van de studie. Girard is onlangs afgestudeerd aan de masteropleiding Geobiology and Paleobiology aan de LMU, en haar bijdrage aan de paper maakte deel uit van haar masterscriptie. "Gezien de impact van de opwarming van de aarde, en de overexploitatie van mariene hulpbronnen, lokale sponssoorten kunnen fungeren als nuttige biomonitors van microverontreinigingen, en ons te helpen passende maatregelen te ontwikkelen om de schadelijke effecten van deze stoffen op rifgemeenschappen te verminderen, " ze legt uit.

In samenwerking met specialisten van de SNSB Mineralogical State Collection in München en LMU's Department of Chemistry and Centre for Nanoscience (CeNS), de biologen gebruikten twee innovatieve methoden om de monsters van het rif te onderzoeken. Met behulp van twee-fotonexcitatiemicroscopie (TPE), ze bevestigden dat sponzen inderdaad microdeeltjes in hun weefsels opnemen. Daarna gebruikten ze Raman-spectroscopie om de aard van de deeltjes zelf te karakteriseren. De gegevens verkregen met de tweede techniek onthulden de aanwezigheid van maar liefst 34 verschillende soorten microdeeltjes in sponsweefsels. Het spectrum varieerde van plastics zoals polystyreen tot katoen en titaniumdioxide (TiO ₂ ). TiO ₂ wordt gebruikt in kleurstoffen en verven, maar ook als onderdeel van zonnebrandcrèmes. Verder, de variatie in de samenstelling van microdeeltjes in de verschillende monsters lijkt ruimtelijke variaties in deeltjestype in het omringende water te weerspiegelen.

De onderzoekers ontdekten tussen de 90 en 600 deeltjes per gram gedroogd weefsel in hun sponsmonsters. "Aangezien sponzen tot enkele honderden grammen kunnen wegen, we schatten op basis van deze resultaten dat elk meer dan 10 kan accumuleren, 000 deeltjes, ", zegt Wörheide. "Dit maakt hen tot veelbelovende kandidaten voor het monitoren van de niveaus van antropogene microdeeltjesvervuiling in de oceanen." Met uitzondering van weekdieren, weinig andere soorten hebben de eigenschappen die vereist zijn voor mariene bio-indicatoren. Volgens de auteurs van de studie, sponzen hebben verschillende andere "kwalificaties" voor het werk. Ze zijn er in overvloed en zijn continu actief als filtervoeders. Bovendien, metingen van verontreinigingsniveaus kunnen worden uitgevoerd op weefselmonsters (biopsieën) zonder de levensvatbaarheid van de organismen aan te tasten.