אתה לא יכול לראות ננו -פלסטיקה בעין בלתי מזוינת, אבל הם בכל מקום – כולל גופך.
חלקיקי פלסטיק אלה נעים יותר מהמיקרו-פלסטיקה הידועה יותר, נעים בין ננומטר אחד למיקרומטר אחד; שיער אנושי, לשם השוואה, בעובי של כמאה מיקרומטר.
"ננו -פלסטיקה קיימת במי שתייה, מזון ובאוויר, והתגלו הן במי ברז והן במים בבקבוקים", הסביר עוזר פרופסור לאוניברסיטת בינגהמטון לכימיה Huiyuan Guo. "הם מתגלים באופן נרחב בסביבה."
גואו ופרופסור חבר למדעי הביולוגיה אנתוני פיומרה קיבלו לאחרונה מענק של 500,000 דולר מהקרן הלאומית למדע כדי לחקור כיצד ננו -פלסטיקה עוברת מאמהות לצאצאיהן. הפרויקט הבינתחומי ייצר גרסאות מיוחדות לניתוח של חלקיקים אלה כדי לראות בדיוק כיצד הם עוברים דרך אורגניזמים ולהבין מדוע הם גורמים נזק שיכול להימשך במשך דורות.
החוקרים ישתמשו דפניה מגנהמין זעיר של סרטן מים מתוקים המכונה בדרך כלל פרעושים מים, כמודל החיה. דפניה, שיש להם גופים שקופים מתרבים במהירות ורגישים ללחץ סביבתי; לעתים קרובות הם משמשים כמין אינדיקטור בבדיקת רעילות סביבתית, הסביר פיומרה.
"הם למעשה מודל נהדר ללמוד ירושה טרנס -דורית או אפיגנטית", הוסיף. "הם גם דומים באופן מפתיע לבני אדם באופן בו זה עובד."
מחקרים כבר הוכיחו כי ננו -פלסטיקה יכולה להשפיע על מינים מימיים כמו דפניה, ומשפיעים על יכולות ההישרדות שלהם ויכולות הרבייה שלהם; מחקרים אחרים בדקו רעילות פוטנציאלית ברמה המולקולרית. עם זאת, מחקר זה מתמקד בדרך כלל בדור יחיד או בהשפעות לטוקסיות לטווח הקצר, אמר גואו.
פרעושים מים קרובים לתחתית שרשרת המזון, ניזונים מחלקיקים קטנים כמו אצות. בתורו, דפניה הם מזון לדגים ובעלי חיים אחרים; מה שמשפיע עליהם יכול אפוא בסופו של דבר להשפיע על מינים אחרים בשרשרת המזון של המערכת האקולוגית.
גילוי ננו -פלסטיקה
אם דפניה עשויה להעביר ישירות את חלקיקי הפלסטיק הזעירים לצאצאיה. למעשה, המעבדה של גואו כבר פרסמה מחקר על האופן בו ננו -פלסטיקה יכולה להעביר ממעיים של דפניה לחלקי גוף אחרים; משם הם יחקו כיצד החלקיקים הזעירים הללו עשויים להפר את המחסום הביולוגי בין אם לצאצאים.
אולם ראשית, החוקרים צריכים לאתר את החלקיקים הזעירים, הישג קשה.
"זו הסיבה שהמטרה הראשונה שלנו היא לפתח מודל ננו -פלסטי שניתן לגילוי", אמר גואו. "אנחנו יכולים להשתמש בזה כדי להבין טוב יותר כיצד הם עוברים מדור לדור אחר."
הם ישתמשו בשתי גישות כדי לאתר את הננו-פלסטיקה בדפניה: ספקטרוסקופיה ראמאן משופרת משופרת (SERS) וספקטרומטריית מסה פלזמה משולבת באופן אינדוקטיבי (ICP-MS).
הם ישקלו גם כיצד ננו -חלקיקים משפיעים על ביטוי הגנים אצל האם, על צאצאיה והדורות הבאים.
"יתכן כי החלקיקים הללו מועברים פיזית, אך יתכן גם ששינויים בביטוי הגנים עוברים בירושה בנוסף לחלקיקים הננו -חלקיקים בפועל", אמר פיומרה. "זה אחד הדברים שאנחנו מנסים להבין: עד כמה חשוב העברת החלקיקים בפועל לעומת העברת ההשפעות האפיגנטיות הללו?"
בעוד שהמענק נמשך שלוש שנים, גואו ופיומרה מתכננים להמשיך בעבודתם זמן רב לעתיד, מסתכלים על מודלים של בעלי חיים שונים ומתייחסים לשאלות נוספות.
הנה אחד. באופן מסורתי, פלסטיקה הייתה מבוססת נפט; עם זאת, בשנים האחרונות התפתחות ואימוץ של ביו-פלסטיקה, העשויה ממקורות ביומסה מתחדשים, כאלטרנטיבה ידידותית לסביבה. כיצד יכול המעבר לביו -פלסטיקה להשפיע על הסביבה לטווח הארוך?
"חלק מהפלסטיק הללו נחשבים מתכלים. עם זאת, התדרדרות ביולוגית זו פירושה שגם הם נוטים יותר להפוך לחלקיקים קטנים יותר כמו ננו -פלסטיקה", אמר גואו. "איך אתה יודע איזה מהם בטוח יותר?"
כדי לענות על שאלה זו, החוקרים ישוו את סוגי הננו -פלסטיקה השונים כדי לראות מהם רעילים יותר ואילו מועברים ביתר קלות לדורות הבאים.
דורות עתידיים הם גם מוקד בדרך אחרת: רכיב היקף קהילתי מבקש לטפח את הדור הבא של המדענים, בשיתוף עם תוכנית המורים לתואר שני במדינת ניו יורק והמכון Go Green, המספק חווית למידה אינטנסיבית של 10 ימים לתלמידי ביניים ובתיכון.
כמה שיעורי מעבדות אוניברסיטאיים בשנה הראשונה כבר לומדים את דפניה, אמר גואו. החוקרים מציעים לשלב את הפרויקט שלהם בקורס מחקר לתארים מתקדמים באוניברסיטה ומבחן פיילוט הקשורים למבחן מדעי דרך מחנה הקיץ של מכון Go Green. לאחר מכן ניתן לחלק ערכות אלה לבתי ספר K-12 ולקהילה המקומית כדי לערוך מחקר משלהם על ההשפעה הסביבתית של פלסטיק.
"זה צינור לתת חווית מחקר אותנטית לכמה שיותר סטודנטים," אמרה פיומרה.
