Lo zooplancton sta già emergendo come una delle principali vie biologiche di trasporto delle microplastiche attraverso gli ecosistemi marini. Con oltre 125 trilioni di particelle di microplastica che si stima si siano accumulate nell’oceano, comprendere come questi inquinanti si muovano attraverso gli ecosistemi marini e le reti alimentari è fondamentale per prevedere le conseguenze a lungo termine sulla salute degli oceani. I copepodi sono ampiamente considerati lo zooplancton più numeroso del nostro oceano, dominando le comunità di zooplancton in quasi tutte le regioni oceaniche, dalle acque superficiali alle profondità marine. Il loro numero impressionante significa che anche piccole azioni di singoli animali, come l’ingestione di microplastiche, possono collettivamente determinare cambiamenti sostanziali a livello di ecosistema.
Una nuova ricerca, condotta dalla Dott.ssa Valentina Fagiano ( Centro oceanografico delle Isole Baleari, COB-IEO-CSIC ) e dal Dott. Matthew Cole, dalla Dott.ssa Rachel Coppock e dalla Professoressa Penelope Lindeque del PML, rivela che i copepodi potrebbero trasportare ogni giorno centinaia di particelle di microplastica per metro cubo di acqua di mare attraverso la colonna d’acqua. L’articolo, intitolato “La visualizzazione in tempo reale rivela il flusso di microplastiche mediato dai copepodi”, pubblicato sul Journal of Hazardous Materials, fornisce uno dei quadri quantitativi più chiari finora ottenuti su come le microplastiche vengono riciclate dallo zooplancton nell’oceano.
Lo zooplancton, e in particolare i copepodi, sono fondamentali per la rete alimentare marina. Si nutrono di microalghe e, a loro volta, vengono mangiati da pesci, uccelli marini e mammiferi marini. Azionano anche la “pompa biologica”, impacchettando il carbonio in pellet fecali che affondano in acque più profonde.
Negli ultimi anni, i copepodi sono stati riconosciuti anche come vettori di microplastiche: ingeriscono minuscole particelle di plastica sospese nell’acqua di mare e potenzialmente le trasmettono ai predatori, oppure le esportano in profondità attraverso le loro escrezioni e carcasse. Ma fino ad ora, non esisteva un modo preciso per valutare quanta plastica un singolo copepode elaborasse e con quale velocità. Attraverso lo studio, i ricercatori hanno raccolto i copepodi Calanus helgolandicus (un copepode comune del Nord Atlantico) tramite una rete da plancton a maglie fini, presso la stazione L4 del Western Channel Observatory, a circa sei miglia nautiche a sud di Plymouth, a bordo della nave da ricerca Quest della PML .
In laboratorio, i copepodi sono stati esposti a tre tipi comuni di microplastiche:
- perle di polistirene fluorescenti
- fibre di poliammide (nylon)
- frammenti di poliammide (nylon).
Questi sono stati offerti in diverse condizioni alimentari, consentendo agli scienziati di verificare se la forma della plastica o la disponibilità di cibo modificassero la velocità con cui le particelle si muovevano nell’intestino. Utilizzando la visualizzazione in tempo reale, i ricercatori hanno monitorato le singole particelle di microplastica mentre venivano ingerite e successivamente espulse. Ciò ha permesso loro di misurare due parametri chiave con elevata precisione:
- Tempo di passaggio intestinale: per quanto tempo una particella di microplastica rimane all’interno del copepode
- Intervallo di ingestione: frequenza con cui viene consumata una nuova particella di plastica
In tutti gli esperimenti, i tempi di transito intestinale si sono attestati su una mediana di circa 40 minuti, e sono risultati coerenti indipendentemente dalla forma della plastica e dalla concentrazione di cibo. In altre parole: perle, fibre e frammenti si muovevano tutti attraverso l’intestino a velocità simili e le condizioni di alimentazione non rallentavano o acceleravano significativamente il flusso di plastica.
Combinando queste misurazioni con stime realistiche dell’abbondanza di copepodi nella Manica occidentale, uno dei bacini idrici più studiati al mondo, il team ha calcolato che i copepodi potrebbero essere responsabili di flussi di microplastiche nell’ordine di circa 271 particelle per metro cubo di acqua di mare al giorno, in quella regione.
Il dott. Matthew Cole, ecologo marino ed ecotossicologo senior presso il PML, spiega come i copepodi affondano le microplastiche dopo averle ingerite: “le escrezioni fecali dei copepodi hanno una galleggiabilità negativa, ovvero affondano nella colonna d’acqua, e quindi, quando le microplastiche vengono ingerite dai copepodi e poi riassemblate nelle escrezioni fecali, dovrebbero scendere insieme a loro nella colonna d’acqua”.
La dott.ssa Rachel Coppock, ecologa marina presso la PML, ha aggiunto: “l’inquinamento da microplastiche è spesso considerato un problema di superficie oceanica, ma il nostro studio dimostra che lo zooplancton trasporta costantemente la plastica attraverso la colonna d’acqua, fino alla rete alimentare. I copepodi non si limitano a incontrare le microplastiche: le elaborano e le trasportano, giorno dopo giorno”.
La professoressa Penelope Lindeque ne delinea le implicazioni più ampie: “i copepodi sono una fonte primaria di cibo per molte larve di pesci e piccoli pesci pelagici e, se i copepodi contengono regolarmente microplastiche, i loro predatori saranno cronicamente esposti alla plastica ingerita. Ciò potrebbe influenzare in modo sottile il bilancio energetico, il comportamento o la salute nel tempo, soprattutto se combinato con altri fattori di stress. Sebbene il nostro studio si concentri sul flusso piuttosto che sulla tossicità, sottolinea come l’esposizione alle microplastiche sia radicata nelle fondamenta della rete alimentare marina”.
“Paragonerei questo processo sia a un sistema idraulico di microplastiche, sia a un servizio di consegna di cibo a domicilio di microplastiche. Lo zooplancton fa sprofondare le microplastiche nella colonna d’acqua, per poi trasferirle più in alto nella catena alimentare marina”.
Finora, molti modelli computerizzati su larga scala del trasporto di microplastiche non includevano parametri specifici per specie e basati sui processi per l’ingestione e l’egestione dello zooplancton. Il quadro quantitativo qui sviluppato, basato sui tempi di transito intestinale, sugli intervalli di ingestione e sulle abbondanze realistiche, offre un modo per:
- Integrare il comportamento dello zooplancton nei modelli di trasporto della plastica negli oceani
- Ridurre l’incertezza su dove si accumulano le microplastiche nel tempo
- Migliorare le valutazioni del rischio per le regioni ecologicamente o economicamente importanti.
In definitiva, ciò aiuta scienziati e decisori politici a identificare i punti critici di esposizione alle microplastiche e i potenziali punti di intervento.
Lo studio è stato frutto della collaborazione tra la ricercatrice ospite Dott.ssa Valentina Fagiano, con sede presso il COB-IEO-CSIC in Spagna, e il Dott. Matthew Cole, Rachel Coppock e la Prof.ssa Penelope Lindeque del PML, leader riconosciuti a livello internazionale nel campo delle microplastiche e dell’ecologia del plancton.
La partnership unisce l’esperienza di PML nell’ecologia dello zooplancton e nei metodi delle microplastiche con la specializzazione emergente di Valentina nella visualizzazione in tempo reale e nella quantificazione del flusso, dimostrando il valore di un mentoring e di una formazione internazionali costanti.
L’autore principale, il dott. Fagiano, ha affermato: “quantificando questo flusso, possiamo iniziare a collegare ciò che accade all’interno di un singolo animale al modo in cui la plastica viene ridistribuita in interi ecosistemi”.
“La nostra ricerca ha dimostrato che lo zooplancton ingerisce facilmente microplastiche 24 ore su 24, 7 giorni su 7. I copepodi non si limitano a incontrare le microplastiche: sono come delle mini pompe biologiche, che le elaborano e le riconfezionano nelle loro feci, che affondano nella colonna d’acqua e si accumulano nei sedimenti sottostanti”.
“Avere numeri realistici sull’ingestione e sul passaggio nell’intestino è fondamentale per i modelli computerizzati. Ciò significa che possiamo prevedere meglio dove finiscono le microplastiche, quali specie sono più esposte e come questo inquinamento interagisce con altre pressioni sugli ecosistemi marini”.