Over de afgelopen tien jaar, wetenschappers hebben zich ingespannen om de effecten van microplastics te begrijpen. Met de afbraak van plastic flessen, het wassen van de zeven miljard fleecejacks ter wereld, of de microbeads in gezichtsreinigers, microplastics stapelen zich op. Hoe ze levende wezens zoals planten beïnvloeden, is nog onduidelijk.

in de bodem, kunststoffen kunnen op chemisch vlak problemen veroorzaken. Als een magnetische aantrekkingskracht, verontreinigingen kunnen zich binden aan kunststoffen, resulterend in toxische accumulatie. Verontreinigingen kunnen ook meeliften op plastic en mogelijk in planten terechtkomen. Maar eerst, onderzoekers moeten weten of microplastics - of hun nog kleinere nakomelingen, nanoplastics genaamd - überhaupt in plantencellen kunnen komen.

Hier is goed nieuws:dat doen ze niet, volgens een recente studie van Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) en Washington State University (WSU). Echter, microplastics hopen zich op op de toppen van wortels, wat een goed voorteken zou kunnen zijn voor toekomstige opruiming van vervuilde omgevingen, maar niet goed voor wortelgewassen, zoals wortelen.

Trojaans paard voor microplastics in planten

Microplastics zijn een wereldwijd probleem. Er zijn deeltjes gevonden in alle uithoeken van de aarde - van afgelegen bergtoppen tot de diepten van de oceaan. In het afgelopen decennium is het grootste deel van het onderzoek naar microplastics is verschoven naar aquatische milieus, wat ironisch is omdat er meer microplastics op het land zijn gevonden.

"Om problemen met nano- en microplastics in planten te begrijpen, we moeten echt begrijpen wat er gebeurt op chemisch en cellulair niveau, " zei co-auteur Carolyn Pearce, een geochemicus bij PNNL met een gezamenlijke aanstelling in de afdeling Gewas- en Bodemwetenschappen van de WSU.

Als een giftig Trojaans paard, microplastics kunnen fungeren als hete zakken van transport van verontreinigingen. Ze binden zich met en accumuleren bodemverontreinigingen, zoals langlevende polychloorbifenylen (PCB's). PCB's zijn in verband gebracht met kanker - de productie werd in 1970 verboden, maar ze blijven hangen in de omgeving. Het resultaat? Een potentiële gratis rit in organismen en, misschien, de voedselketen op.

De eerste stap bij het testen van de theorie van het toxische paard van Troje is om te zien of microplastics überhaupt plantencellen kunnen binnendringen. "We hebben gekeken waar ze zich op planten kunnen ophopen, welke materialen hechten, en hoe ze zich concentreren, ' zei Peerce.

Grootte is belangrijk als het gaat om microplastics in planten

Niet alle microplastics worden op dezelfde manier gemaakt. Ze kunnen zo groot zijn als een potloodgum of zo klein als een bacterie. Nanoplastics zijn klein en 100 keer kleiner dan een plantencel. Op die maat, het is gemakkelijk voor te stellen hoe planten plastic deeltjes kunnen absorberen, maar er zijn limieten voor de grootte met betrekking tot wat door celwanden gaat.

Over het algemeen, gezonde volwassen planten absorberen slechts materialen van 3-4 nanometer groot, die nog kleiner is dan een virus. Sommige onderzoeken hebben aangetoond dat planten nanodeeltjes kunnen absorberen die 10-12 keer groter zijn dan dat, tot 40-50 nanometer. Terwijl kleine deeltjes passeren, de grote vraag is:doen plastics?

Zaaizaadjes (en een paar microplastic kralen)

Om de vraag te testen, onderzoekers richtten zich op twee soorten planten:Arabidopsis en zachte witte tarwe. Arabidopsis is als de laboratoriumrat van de plantenbiologiewereld. Het is een veel bestudeerd onkruid gerelateerd aan mosterd, met een korte levenscyclus. Zachte witte tarwe wordt overal in de Pacific Northwest verbouwd en wordt gebruikt in Aziatische noedels en crackers.

De onderzoekers plantten zaden op petrischaaltjes met agar gemengd met micro- en nanoplastic kralen van twee verschillende groottes. Eén maat was zo groot als een virus, terwijl de andere 25 keer groter was. Nadat je de zaden 5-12 dagen hebt laten groeien, onderzoekers gebruikten een gespecialiseerde microscoop om dwarsdoorsneden van de plantenwortels te maken, waardoor ze wortelcellen vanuit alle hoeken kunnen zien.

"We gebruikten een confocale microscoop bij EMSL, het Environmental Molecular Sciences Laboratory, die is gebruikt om naar dierlijke weefsels te kijken, zoals longweefsel. Ik dacht dat het voor planten kon worden gebruikt, " zei Stephen Taylor, een postdoctoraal bodemonderzoeker van PNNL en de hoofdauteur van het onderzoek. Hij voerde het onderzoek uit terwijl hij zijn Ph.D. via het WSU-PNNL Distinguished Graduate Research Program. "Zo ver we weten, het is de eerste keer dat deze techniek is gebruikt om plastic in plantencellen te zoeken."

Goed nieuws halverwege 2020

Geen van beide soorten microplastics werden geabsorbeerd door levende weefselcellen in beide plantensoorten.

"We zagen plastic ophoping rond de wortelkapcellen, en sommige langs het oppervlak tot aan de wortel. Maar, we hebben geen bewijs gezien van microplastic kralen in de celstructuren, of tussen de cellen, " zei Taylor. De dopcellen beschermen de gevoelige, groeiende delen van wortels, zijn van korte duur, en worden vaak afgeworpen. Bottom line - absorptie is geen probleem, maar gehechtheid aan de wortels zou kunnen zijn. Dit kan mogelijk een probleem zijn voor wortelgewassen zoals wortelen, aardappelen, of bieten.

Naast het helpen van onderzoekers om meer te weten te komen over de vraag of planten plastic deeltjes absorberen, de resultaten hebben ook potentiële milieutoepassingen.

"Microplastics zijn een probleem dat niet weggaat, " zei Pearce. Als ik me verder onderzoek voorstel, vroeg ze:"Als we aantonen dat het plastic zich ophoopt op de wortelpunt, misschien kunnen we planten gebruiken om plastic te verwijderen in andere ecosystemen?"

De bevindingen kunnen ook toepassingen hebben voor het maken van milieuvriendelijkere kunststoffen. "We zouden deze informatie ook kunnen gebruiken om plastic te maken dat niet door planten en dieren kan worden opgenomen. " ze zei.

Het heeft voordelen om te weten wat microplastics doen, of niet, geabsorbeerd worden door levende wezens.

"Uiteindelijk, dit zal wetenschappers helpen om het omslagpunt beter te begrijpen van waar er een impact is op planten en ecosystemen, ' zei Peerce.

"Polystyreen nano- en microplastic accumulatie bij Arabidopsis en tarwewortelkapcellen, maar geen bewijs voor opname in wortels" werd gepubliceerd in Milieukunde:Nano .