שילוב בין חלקיקי פלסטיק קטנים לבין חיות קטנות בַּיַּמִּים – בעיה גדולה

בני אדם מייצרים פלסטיק יותר מ-100 שנים. ברמה הגלובלית, כיום אנו מייצרים יותר מ-380 טונות של פלסטיק מִדֵּי שנה – משקל שווה-ערך ל-76,000,000 פילים בקירוב! פלסטיק הוא חומר שימושי להפליא – משמש ליצירת דברים שונים, מציוד רפואי ועד לצעצועים, מכוניות וטלפונים ניידים. אולם כמעט מחצית הפלסטיק המיוצר הוא פלסטיק חד-פעמי, המיועד לשימוש בודד שלאחריו הוא נזרק. עבור חומר שהוא כה עמיד, אין זה הגיוני. נוסף על כך איננו יעילים במיוחד במחזוּר מוצרי פלסטיק או בהיפטרות מהם אחרי שסיימנו להשתמש בהם, ולכן פלסטיק רב מגיע לנהרות שלנו, לימים ולאוקיינוסים. מדענים מצאו אשפת פלסטיק בכל מקום – מפני השטח של האוקיינוס ועד לתעלות תת-ימיות עמוקות, ומאיים נטושים ועד לכיפות הקרח בקטבים. אשפת פלסטיק מזהמת את הסביבה ומהווה איוּם לחיים ימיים, למערכות אקולוגיות וייתכן שגם לבני אדם (איור 1).

מדענים מודאגים מהנזק שפיסות פלסטיק קטנות תגרומנה בהגיען לימים שלנו. פיסות פלסטיק קטנות אלה נקראות מיקרופלסטיק מאחר שגודלן מיקרוסקופי (פחות מ-5 מילימטרים). חלקיקי מיקרופלסטיק כוללים חלקיקים וסיבים במגוון צורות, גדלים, צבעים וחומרים, ומגיעים משני מקורות עיקריים. חלקיקי מיקרופלסטיק ראשוניים מיוצרים בגודל מיקרוסקופי, וכוללים כדוריות פלסטיק קטנות (שנקראות nurdles או “mermaid’s tears” – דמעות בת הים), שהן חומרי הגלם המשמשים לייצור טוּבִין מפלסטיק, ולייצור חרוזי הפלסטיק הקטנים מאוד המשמשים במשחות שיניים ובתעשייה. חלקיקי מיקרופלסטיק שניוניים מתקבלים מהפירוק של אשפת פלסטיק גדולה יותר, דרך חשיפה לשמש ועל ידי קילוף או בְּלָיָה, או שהם משוחררים למי השופכין כשאנו שוטפים בגדים מניילון או מפוליאסטר. מחקר עכשווי מציע כי עשויות להיות כ-125 טריליון פיסות של חלקיקי מיקרופלסטיק שצפות באוקיינוסים [1].

המחקר שלנו על הסכנות שחלקיקי מיקרופלסטיק מציבים בפני חיים ימיים התמקד בזואופלנקטון. אלה הן חיות ימיות שנמצאות ברחבי האוקיינוסים שלנו, וממלאות תפקידים מכריעים ברשתות מזון ימיות ובוויסות אקלים כדור הארץ. העובדה שישנם כל כך הרבה חלקיקי מיקרופלסטיק ופלנקטון בים, הובילה אותנו לשאול: “האם זואופלנקטון אוכלים חלקיקי מיקרופלסטיק, ואם כן – האם זו בעיה?”.

מהם שטרגליים?

שַׁטְרַגְלִיִּים הם סרטנאים קטנים, קרובי משפחה רחוקים של סרטנים ושרימפס. שטרגליים הם בין החיות השכיחות ביותר בכדור הארץ. הם גם מקור מזון חשוב עבור חיות רבות בכללן דגים, עופות ימיים ולווייתנים, ולכן מהווים רכיב מרכזי ברשת המזון הימית. שטרגליים ממלאים תפקיד חשוב מאוד במחזוֹר הפחמן הימי. זהו תהליך שבו פחמן, שחיוני לכל צורות החיים, מתמוסס מהאטמוספרה כפחמן דו-חמצני, (CO₂) לאוקיינוסים, ומתערבב דרך שכבות האוקיינוס על ידי תהליכים ביולוגיים ופיזיקליים (סירקוּלציה של האוקיינוס). השטרגליים תורמים לתהליכים הביולוגיים במחזור הפחמן הימי. צמחים ימיים מיקרוסקופיים שנקראים פיטוֹפלנקטוֹן, סופגים פחמן דו-חמצני דרך פוטוסינתזה. השטרגליים ניזונים מהפיטופלנקטון שבפני השטח של האוקיינוס בלילה, וּמְהַגְּרִים למים העמוקים יותר במהלך היום כדי להימנע מִטורפים. על ידי כך, הם מסייעים לקחת פחמן דו-חמצני מפני השטח של המים ולאחסן אותו בעומק האוקיינוס באמצעות נשימה וייצור צואה. מיקרובים ואורגניזמים אחרים משתמשים בחלק מהפחמן הזה במהלך נשימה. חלק אחר מהפחמן נקבר בקרקעית הים, שם הוא יכול ליצור מרבצים של מאובנים, או להתפרק ולהתערבב שוב עם פני השטח. זו הסיבה לכך ששטרגליים זכו לכינוי “קטנים אך רבי-עוצמה” – בכך שהם מסייעים להעביר פחמן מפני השטח של הים לקרקעית האוקיינוס, הם עוזרים לאחסן פחמן בעומק האוקיינוס, ובדרך זו לווסת את אקלים כדור הארץ.

מה גורם לכך ששטרגליים יאכלו פלסטיק?

דמיינו שאתם אוכלים פלסטיק; זה לא נשמע טעים במיוחד, נכון? לרוב, פלסטיק אינו נכלל בתפריט של שטרגליים, אולם כאשר חלקיקי מיקרופלסטיק מתערבבים בתוך המזון שלהם, שטרגליים עלולים לאכול אותם בטעות (איור 2). זאת במיוחד מאחר שחלקיקים אלה לעיתים קרובות מריחים כמו מזונם של השטרגליים. כאשר חלקיקי מיקרופלסטיק נכנסים לים, חיידקים ופיטופלנקטון יכולים להתחבר לפני השטח של חלקיקים אלה ולגדול שם. כמה מינֵי פיטופלנקטון מייצרים כימיקל שנקרא דִּימֶתִיל סוּלְפִיד (DMS). האם אתם נעשים רעבים כשאתם מריחים לחם שזה עתה נאפה? ניחוח זה מלמד בני אדם שישנוֹ מזון באזור. באופן דומה, דימתיל סולפיד אומר לשטרגליים שפיטופלנקטון טעימים נמצאים באזור. בני אדם גם יכולים להריח דימתיל סולפיד, אולם רק בריכוזים גבוהים הרבה יותר. אם אי פעם תלכו לים ותריחו “ריח ים” חזק, דעו שהוא נובע מדימתיל סולפיד.

במחקרנו, הראינו כי שטרגליים אוכלים הרבה יותר חלקיקי מיקרופלסטיק כאשר חלקיקי הפלסטיק מצופים דימתיל סולפיד, ביחס למצב שבו אינם מצופים בכימיקל זה. משמעות הדבר היא ששטרגליים יכולים לאכול יותר חלקיקי מיקרופלסטיק אם הפלסטיק מְחַקֶּה את ניחוח המזון הרגיל של שטרגליים. אך מה בדיוק אכילת חלקיקי מיקרופלסטיק עושה לשטרגליים?

מה קורה אם שטרגליים אוכלים פלסטיק?

אם שטרגליים אוכלים כמויות קטנות מאוד של פלסטיק, זה ככל הנראה לא מייצר בעיה משמעותית. אך אם שטרגליים ממשיכים לאכול פלסטיק, הם עלולים להפסיק לאכול את כמות המזון האמיתי שהם צורכים באופן רגיל. כל החיות זקוקות למזון כדי לקבל אנרגיה לתנועה ולגדילה. אנו היינו מודאגים מכך שחלקיקי מיקרופלסטיק עשויים למנוע משטרגליים לאכול מספיק מזון, מה שעלול להשפיע באופן שלילי על הבריאות ארוכת- הטווח שלהם. ערכנו כמה ניסויים שבהם נתנו לקבוצת שטרגליים אחת את המזון הרגיל שלהם, ולקבוצת שטרגליים שנייה את המזון הרגיל ובנוסף חלקיקי מיקרופלסטיק. מצאנו כי השטרגליים שקיבלו חלקיקי מיקרופלסטיק עם מזון אכלו 40% פחות מזון ממה שהם רגילים לאכול בדרך כלל, ועקב כך ייצרו ביצים קטנות יותר שסיכויי בקיעתן היו נמוכים יותר [2].

הכימיקלים המצויים בפלסטיק עלולים גם הם להוות סכנה עבור חיות בר ימיות. פלסטיק מלא בכימיקלים שגורמים לחומר זה להיות צבעוני יותר; עמיד לשריפות וקל לעיצוב מוצרים שונים. אור שמש יכול לגרום לאשפת הפלסטיק להפוך שברירית, מה שמאפשר לכימיקלים לברוח. חיות שאוכלות פלסטיק עלולות להיות מושפעות על ידי כימיקלים אלה. לדוגמה, מצאנו כי כימיקל שנקרא בֶּנְזוֹפֵנוֹן, אשר מגן על פלסטיק מפני התפרקות באור שמש חזק, עשוי להשתחרר על ידי פלסטיק מניילון. כימיקל זה גרם לשטרגליים להתפתח מהר יותר מהרגיל [3].

מהי ההשפעה של חלקיקי מיקרופלסטיק על מחזוֹר הפחמן הימי?

אף על פי ששטרגליים הם קטנים מאוד, זכרו כי לחיות אלה ולצואה שלהן תפקיד חשוב ומשמעותי במחזור הפחמן הימי. מצאנו כי אחרי אכילת מיקרופלסטיק, השטרגליים מוציאים פלסטיק זה דרך צואתם. הצואה נושאת את הפלסטיק למטה לעבר קרקעית הים, ואל החיות הרעבות שממתינות שם. היינו סקרנים לדעת אם חלקיקי מיקרופלסטיק אלה עשויים להשפיע על מחזור הפחמן.

במחקרנו ערכנו כמה ניסויים שבהם נתנו לשטרגליים לאכול פלסטיק, אספנו את הצואה שלהם ומדדנו כמה מהר היא שקעה! מצאנו כי במקרים שבהם הפלסטיק שנאכל יכול לצוף על פני מי הים, הצואה שקעה לאט יותר [4]. באוקיינוס, צואה ששוקעת לאט תשהה זמן רב יותר במים החמים יותר בפני השטח, ותתפרק מהר יותר. תהליך זה ישחרר את חלקיקי המיקרופלסטיק חזרה למים, וימנע תנועה של פחמן למים עמוקים יותר. כאשר שטרגליים אוכלים חלקיקי מיקרופלסטיק דחוסים יותר ממי ים, צואתם שוקעת הרבה יותר מהר, ומגיעה לקרקעית הים מהר יותר (איור 3) [5]. חיות רבות שחיות על קרקעית הים או בתוכה, מסתמכות על צואת הזואופלנקטון וגוויות הנרקבות עבור מזון. אם צואה זו מכילה חלקיקי מיקרופלסטיק, החיות בקרקעית הים יאכלו אף הן פלסטיק. מחקרנו האחרון הראה כי חיות שחיות בקרקעית הים יכולות לערבב חלקיקי מיקרופלסטיק לתוך המשקעים כשהן ניזונות ונעות. תהליך זה תורם לקבירה הקבועה של חלקיקי מיקרופלסטיק באוקיינוסים שלנו. חלק מהמדענים סבורים כי פלסטיק עשוי להינעל בתוך משקעים, בלי להתפרק, במשך מאות שנים, ואפילו אלפי שנים. חלקיקי מיקרופלסטיק יכולים בסופו של דבר להפוך לחלק מרשומות המאובּנים.

כיצד כולנו יכולים לעזור?

המחקר שלנו מסייע לאנשים להבין את הסיכונים והדאגות שמעורר זיהום מיקרופלסטיק באוקיינוסים שלנו. סיפקנו רְאָיוֹת מדעיות לפוליטיקאים, מה שהוביל להטלת עלוּת עבור שקיות פלסטיק חד-פעמיות במרכולים, ולאיסור שימוש במיקרו-חרוזים בתכשירי פנים ובמשחות שיניים, הנשטפים בכיור ובסופו של דבר מגיעים לאוקיינוס. כמו כן אנו חוקרים אם ניתן להשתמש במוּלים ובצמחים ימיים כחלק מפתרון מבוסס-טבע, במטרה לסייע לעצור את זרימת חלקיקי המיקרופלסטיק ממקורותיהם אל תוך הים.

באשר למי שאינם מדענים – כל מאמץ קטן מסייע! ישנם יותר מ-7 מיליארד בני אדם בכדור הארץ, ולכן אם כולם יפחיתו שימוש בבקבוק פלסטיק אחד בלבד, חשבו כמה פחות פלסטיק יהיה מצוי בשימוש בכל יום. הפחתת השימוש בפלסטיק חד-פעמי בכל מצב שבו הדבר מתאפשר, היא דרך מצוינת להתחיל. דרך נוספת היא הבאת בקבוק המים הרב-פעמי האישי ושקיות הקניות הרב-פעמיות שלכם לעריכת קניות, או אולי בחירת מזון עם פחות אריזות במרכול. בפעם הבאה שתלכו על חוף הים, או באזור מגוריכם, שִׁקְלוּ להשקיע שתי דקות מזמנכם באיסוף פסולת – זה יסייע למנוע מזיהום הפלסטיק להיכנס לים. באמצעות עבודה משותפת, מדענים ואנשים שאינם מדענים יכולים לסייע בהפחתת האיום של זיהום מיקרופלסטיק. מאמצים אלה יתרמו לסביבה, וישפרו את חייהם של שטרגליים ושל יצורים חיים רבים אחרים, לרבּוֹת בני אדם!

מילון מונחים

מיקרופלסטיק (Microplastics): ↑ פיסות קטנות מאוד של פלסטיק במגוון צורות, גדלים, צבעים וחומרים, שגודל כל אחת מהן 5 מילימטרים או פחות.

זואופלנקטון (Zooplankton): ↑ חיות מיקרוסקופיות שצפות, שוחות, או נסחפות עם זרמי האוקיינוס.

רשת מזון ימית (Marine Food Web): ↑ רשת מחוברת שמתארת מה אורגניזמים בחֶבְרָה אוכלים, ומה אוכל אותם.

שטרגליים (Copepods): ↑ קבוצה של סרטנאים קטנים שנמצאים כמעט בכל סביבת מחיה של מים מתוקים ומי ים. שטרגליים מהווים מזון לדגים רבים, ולכן הם רכיב מפתח ברשת המזון הימית.

מחזור פחמן (Carbon Cycle): ↑ שילוב של תהליכים פיזיקליים וביולוגיים שמעבירים פחמן דו-חמצני בין הביוֹספרה (דברים חיים), ההידרוֹספרה (אוקיינוסים, נהרות, אגמים), האטמוֹספרה (אוויר) והגיאוספרה (סלעים, קרקעית הים) של כדור הארץ.

פיטופלנקטון (Phytoplankton): ↑ צמחים מיקרוסקופיים שחיים באוקיינוס ומייצרים את המזון של עצמם מאור שמש ומפחמן דו-חמצני באמצעות פוטוסינתזה.

רשומות המאובנים (Fossil Record): ↑ היסטוריית החיים כפי שמתועדת על ידי מאובנים.

הצהרת ניגוד אינטרסים

המחברים מצהירים כי המחקר נערך בהעדר כל קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.