Потребление частиц микропластика гетеротрофной динофлагеллятой Oxyrrhis marina - Рауэн, Т. В.; Муханов, В. С.; Аганесова, Л. О. (My University, 2023)
Включение частиц микропластика (МП) в микробную пищевую цепь и их дальнейшая передача на более высокие трофические уровни практически не исследованы. В данной работе закономерности поглощения МП одноклеточными организмами анализировали в культуре гетеротрофной динофлагелляты Oxyrrhis marina (OXY). В качестве пищевых объектов для O. marina использовали гаптофитовую микроводоросль Isochrysis galbana (ISO), полистирольные микросферы (MS) размером 5,6 мкм, а также их смесь (ISO-MS). Динамику численности микроорганизмов и микросфер изучали с помощью проточного цитометра. Показано, что гетеротроф O. marina потреблял частицы МП даже в условиях наличия своих обычных жертв — микроводорослей; при этом МП не оказывал на него негативного влияния. Скорости выедания «жертв» в смеси OXY-ISO-MS составили (0,21 ± 0,01) MS·кл−1·ч−1 (± стандартное отклонение) и (0,38 ± 0,01) ISO·кл−1·ч−1 и были достоверно ниже, чем в экспериментах с монодиетами OXY-ISO [(1,93 ± 0,68) ISO·кл−1·ч−1] и OXY-MS [(0,45 ± 0,04) MS·кл−1·ч−1], то есть усложнение состава (расширение спектра) пищевых объектов вело к снижению скорости их потребления. Скорость осветления среды динофлагеллятой O. marina в экспериментах с монодиетами составила (0,12 ± 0,04) и (0,19 ± 0,06) мкл·кл−1·ч−1 для OXY-ISO и OXY-MS соответственно, а значит, на поимку клеток ISO динофлагеллята O. marina затрачивала меньше времени, чем на поимку MS. Эту же закономерность наблюдали и в экспериментах со смесью пищевых объектов (OXY-ISO-MS): скорость осветления среды в сосудах с ISO [(0,17 ± 0,02) мкл·кл−1·ч−1] была незначительно ниже, чем в сосудах с MS [(0,19 ± 0,003) мкл·кл−1·ч−1]. Трофической адаптации O. marina к MS не происходило, на что указывал факт их вторичного потребления даже в условиях наличия альтернативного кормового объекта — I. galbana. Не была выявлена и селективность питания O. marina ни к одной из «жертв», будь то I. galbana или пластиковые микросферы. Полученные результаты указывают на возможность (и высокую вероятность) включения МП в микробную пищевую цепь и на важную роль одноклеточных организмов в передаче МП на более высокие трофические уровни.
Ingestion of microplastics by the heterotrophic dinoflagellate Oxyrrhis marina
Incorporation of microplastics (MP) into the microbial food web and its further transport to higher trophic levels have been hitherto poorly studied. In this work, the patterns of MP ingestion by the unicellular heterotrophic dinoflagellate Oxyrrhis marina (OXY) were analyzed. The prymnesiophycean Isochrysis galbana (ISO), 5.6-µm polystyrene microspheres (MS), and their mixture (ISO-MS) were used as food objects for O. marina. Dynamics of the abundance of microorganisms and microspheres was investigated using a flow cytometer. As shown, the heterotroph O. marina ingested MP even in the presence of its natural prey (microalgae), and feeding on MP did not result in a decrease in the dinoflagellate abundance. The grazing rates of “preys” in the OXY-ISO-MS mixture were (0.21 ± 0.01) MS·cell−1·h−1 (± standard deviation) and (0.38 ± 0.01) ISO·cell−1·h−1. These rates were significantly lower than in the mono-diet experiments – with OXY-ISO [(1.93 ± 0.68) ISO·cell−1·h−1] and OXY-MS [(0.45 ± 0.04) MS·cell−1·h−1]. Thus, the expansion of the range of food objects led to a decrease in the grazing rate. In the mono-diet experiments, the clearance rates were (0.12 ± 0.04) and (0.19 ± 0.06) μL·cell−1·h−1 for OXY-ISO and OXY-MS, respectively; thereby, O. marina spent less time on capturing ISO cells than on capturing MS. The same pattern was observed in the experiments with the OXY-ISO-MS mixture: the clearance rate for microalgae [(0.17 ± 0.02) μL·cell−1·h−1] was slightly lower than that for MS [(0.19 ± 0.003) μL·cell−1·h−1]. Since O. marina re-consumed MS even in the presence of its natural food object (I. galbana), no trophic adaptation of the dinoflagellate to MS occurred. No selective grazing of O. marina for any “prey” was revealed, either ISO or MS. The obtained results indicate the possibility (and high probability) of the incorporation of MP into the microbial food web and the significant role of unicellular organisms in the transport of MP to higher trophic levels.
Keywords: микропластик, поглощение, микросферы, микроводоросли, стойкие органические загрязнители, трофический перенос, Oxyrrhis marina, Isochrysis galbana; microplastics, ingestion, microspheres, microalgae, persistent organic pollutants, trophic transport, Oxyrrhis marina, Isochrysis galbana