吃塑料的海洋“垃圾工”

1、吃塑料的海洋“垃圾工”人類丟棄的塑料垃圾在海洋上形成了一個(gè)又一個(gè)大 型垃圾浮島，最大的面積甚至和得州差不多?？茖W(xué)家們近日 發(fā)現(xiàn)，圍繞這些塑料垃圾開始形成新的生態(tài)圈。一些狡猾的 微生物先寄居到塑料碎屑上，吸引海洋動(dòng)物將它們吞吃入 腹，從而進(jìn)入一個(gè)營養(yǎng)更豐富的環(huán)境。近期研究顯示，海洋 上漂浮的垃圾為微生物開啟了新的進(jìn)化通道，創(chuàng)造出新的食 物鏈。在最遠(yuǎn)離人煙的海洋上，漂浮著成千上萬的塑料碎片。 聯(lián)合國環(huán)境計(jì)劃署估計(jì)，現(xiàn)在每平方英里海面上平均可以找 到 4 .6 萬塊塑料。僅僅在太平洋上就漂浮著 1800 萬噸塑料 垃圾。 它們是污染的源頭， 然而， 海洋就像一頭堅(jiān)強(qiáng)的巨獸。 即使在如此荒涼的地方，人

2、類的垃圾也開始吸引成群的生 命。你或許聽說過海洋垃圾帶匯聚了大量塑料垃圾的水 域。這是上世紀(jì) 70 年代才出現(xiàn)的新問題，首先引起關(guān)注的 是大量的泡沫塑料，其他的塑料垃圾接踵而至， 2012 年，科 學(xué)家宣布，在過去 40 年里，海洋中漂浮的塑料增加了 100 倍。聯(lián)合國環(huán)境計(jì)劃署估計(jì)，現(xiàn)在每平方英里海面上平均可 以找到 4.6 萬塊塑料。 僅僅在太平洋上就漂浮著 1800 萬噸塑 料，最大的垃圾浮島的面積甚至相當(dāng)于得克薩斯州大量的垃圾來自輪船。當(dāng)遠(yuǎn)離港口時(shí)，這些輪船就會(huì)肆 無忌憚地向海里傾倒垃圾。上世紀(jì) 70 年代中期，國際海事 組織頒布了海上傾倒垃圾禁令，試圖減少船只對海洋的污 染。今天，大

3、洋中的塑料垃圾主要來自河流。被人丟棄在沙 灘上或是隨風(fēng)飄進(jìn)河水的塑料順流而下進(jìn)入海洋。用于制作瓶子的高密度塑料，比如聚乙烯對苯二甲酸 酯，因風(fēng)吹日曬，陽光的氧化而粉碎，沉入海底?？茖W(xué)家們 也不知道它們之后的命運(yùn)。據(jù)估計(jì)，沉入海底的塑料的數(shù)量 比漂浮在水面上的多 10 倍。剩下的塑料被困在大洋 5 大環(huán)流中。被卷入大洋環(huán)流的 塑料在海水沖擊下破碎成小塊，被吸入洋流中心的漩渦。伍 茲豪爾海洋研究所專門研究大洋垃圾帶的地球化學(xué)家特雷 西?明賽說，一個(gè)塑料瓶和一塊泡沫塑料從美國東岸漂到大洋 環(huán)流中心只需要 6 周?！斑@些洋流強(qiáng)大、流速快，漂浮垃圾沒有機(jī)會(huì)擺脫它們 的控制漂回陸地。 ”一旦塑料碎片抵達(dá)環(huán)

4、流中心，將被反復(fù) 來回地?cái)噭?dòng)。如果風(fēng)力強(qiáng)勁，掀起 1-2 英尺的海浪，你很難 發(fā)現(xiàn)它們的存在。在風(fēng)平浪靜的時(shí)候，它們就像五彩紙屑一 樣鋪灑在海面。陽光和海浪的作用讓這些塑料分解為直徑 1-10 毫米的碎屑，它們可以在水面上停留相當(dāng)長一段時(shí)間。這些碎屑最后停留的地方是海上最人跡罕至的區(qū)域，那里的 海水很深，周圍幾英里內(nèi)看不到任何島嶼。對于居住在那里 的生物一大多為小蝦和微型植物一這是一個(gè)競爭激烈的環(huán) 境，任何營養(yǎng)很快就會(huì)被占有。不計(jì)其數(shù)的垃圾碎屑形成全新的表面。每當(dāng)水面上形成新的表面，從前罕見而稀有的營養(yǎng)素開始累積，有點(diǎn)類似于 窗戶玻璃外積累的灰塵或是汽車引擎蓋上堆積的污垢。營養(yǎng) 元素形成薄膜附

5、著在塑料碎屑的表面?？茖W(xué)家們最近發(fā)現(xiàn)， 突然出現(xiàn)的大量營養(yǎng)物質(zhì)喚醒了休眠的微生物。明賽說，“它們對周圍的環(huán)境非常熟悉，總是能夠找到通向營養(yǎng)素的途 徑。它們朝著自己需要的化學(xué)物質(zhì)游去，不斷追尋營養(yǎng)更密 集的地方。”當(dāng)這些微生物找到布滿營養(yǎng)素的表面，就在這些塑料碎 屑上定居下來，開始大量繁殖。研究者們發(fā)現(xiàn)，有數(shù)千種微 生物已經(jīng)在海洋塑料碎屑上安家。其中有不少屬于硅藻一吞 食塑料表面營養(yǎng)素并從陽光獲取能量的單細(xì)胞植物。于是，在曾經(jīng)的大洋中心荒漠上出現(xiàn)了不斷繁殖壯大的 新生命群落。而且，這些微生物還能生產(chǎn)碳和其他大型動(dòng)物 所需的食物?！八芰仙鷳B(tài)圈”地球上最大規(guī)模的生命遷徙每天晚上都在發(fā)生。日落之 后，

6、依靠視覺的捕食者從海洋深處游上來。不計(jì)其數(shù)的魚和 其他饑餓的動(dòng)物來到水面尋找食物。通常，在海洋深處，它們可以找到的食物有限。但是最 近對海上塑料垃圾帶的研究發(fā)現(xiàn)，喜歡附著在塑料碎屑表面 的微生物們有著生物發(fā)光的能力。換句話說，當(dāng)太陽落下， 熱愛塑料的微生物就開始發(fā)光。依靠視覺的捕食者們更容易 吞噬發(fā)光的食物。這一本能幫助它們找到營養(yǎng)更豐盛的食 物?？茖W(xué)家研究居住在垃圾帶周圍的魚類后發(fā)現(xiàn)，多達(dá) 10% 的魚腹腔內(nèi)含有塑料，原來，寄生在塑料碎屑上的發(fā)光微生 物被它們視為美餐?？茖W(xué)家們懷疑，這些塑料創(chuàng)造了一種虛假的食物網(wǎng)絡(luò)， 而促成這一切的正是以被魚類吞食為最終目標(biāo)的微生物，在 魚的肚子里它們才能獲

7、得源源不斷的營養(yǎng)。 “這些微生物設(shè) 下誘餌只等魚兒上鉤， ”明賽說，“如果仔細(xì)研究它們的基因， 就會(huì)發(fā)現(xiàn)它們具有在動(dòng)物腸道內(nèi)寄生的能力。 ”明賽和其他 來自伍茲豪爾和海洋教育協(xié)會(huì)的科學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)在美國 國家科學(xué)基金會(huì)的資助下正在研究一個(gè)全新的海洋生態(tài)世 界“塑料生態(tài)圈” 。通過 DNA 分析和實(shí)驗(yàn)室培育微生物，他們希望證明自 己的理論這些微生物已經(jīng)進(jìn)化出將塑料用作實(shí)現(xiàn)最終目 的工具的能力。這可以幫助科學(xué)家們更清楚地認(rèn)識塑料對海 洋環(huán)境的影響。目前，他們只能看到污染導(dǎo)致的短期影響。 但如果能夠證明塑料導(dǎo)致了物種的變異進(jìn)化，那么他們就可 以證明人類的垃圾對于環(huán)境的長期影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們的估計(jì)。首先

8、，在此之前科學(xué)家們從沒見過微生物試圖通過占領(lǐng) 塑料達(dá)到進(jìn)入魚腹的目的。其次，生活在塑料碎屑上的微生 物和那些周圍漂浮的微生物大不相同。這意味著，它們中只 有小部分生活在開放的水面在它們在塑料碎屑上安家之 前，科學(xué)家從未見過此類微生物如此大規(guī)模地聚集。最后， 它們需要附著在塑料表面。而塑料的表面是油質(zhì)的，具有排 水性，也就是說水無法在上面附著。 “要粘在這樣的表面上 需要一些技術(shù)。 ”所有細(xì)菌都通過鞭毛細(xì)小的觸角來探 測某個(gè)表面是否適合附著，然后它們拋出纖維進(jìn)行初步捆 綁，最后它們分泌蛋白質(zhì)和多糖將自己牢牢地粘上去。但科 學(xué)家在塑料生態(tài)圈中發(fā)現(xiàn)的一些微生物只需要5 分鐘就能讓自己牢固附著在塑料表面。明賽說，這顯然說明“它們認(rèn)識 塑料，知道這就是它們需要的東西” 。這個(gè)研究小組正在尋找造就了細(xì)菌這種超級殖民行為 的基因。明賽說，現(xiàn)在最主要的問題是： “塑料上生活的有 機(jī)體是否經(jīng)歷了特殊的選擇事件，迫使它們發(fā)生變異進(jìn) 化？”通過研究這些細(xì)菌如何進(jìn)化出附著在塑料垃圾上的能 力，科學(xué)家或許可以找到一種方法逆轉(zhuǎn)人造的災(zāi)難。由于無 法杜絕人類向海洋扔塑料垃圾，科學(xué)家們決定另辟蹊徑：明 賽說，如果他們能夠識別“合適的微生