وجود اللدائن الدقيقة واللدائن النانوية أصبح التلوث في المحيطات أحد أكبر المشاكل التي تواجه المجتمع العلمي. ويتزايد عدد الأنواع التي يتم تحديدها على أنها تتلامس مع هذه النفايات، ولكن بعضها، مثل... سرطان البحر الكمانيإنهم يظهرون دوراً لافتاً للنظر بشكل خاص في طريقة تحول البلاستيك داخل النظم البيئية الساحلية.
العديد من الأعمال الحديثة، التي تم تطويرها في أشجار المانغروف في أمريكا اللاتينية أظهرت دراسات أجرتها جامعات في البرازيل وإيطاليا وكولومبيا أن هذه القشريات الصغيرة لا تبتلع فقط شظايا البلاستيك الموجودة في الرواسب، بل إنها قادرة أيضاً على لتفتيت تلك الجزيئات البلاستيكية الدقيقة إلى جزيئات أصغر في غضون أيام. تفتح هذه العملية جبهة جديدة من البحث في كيفية توليد التلوث البلاستيكي وانتقاله في البحار والمصبات، مع آثار تصل بشكل غير مباشر إلى أوروبا وإسبانيا، اللتين توليان اهتماماً كبيراً لتأثير البلاستيك على سواحلهما.
ظاهرة بيولوجية غير موثقة بشكل كافٍ: سرطان البحر الكماني والجسيمات البلاستيكية الدقيقة
في الدراسات التي أجريت على أنواع مثل Leptuca leptodactyla y مينوكا فوكاتوروجد الباحثون أن هذه القشريات، وهي من الأنواع الشائعة في غابات المانغروف الاستوائية. التفاعل بنشاط مع ترسب الجزيئات البلاستيكية الدقيقة في القاع. ومن خلال تغذيتها على الرواسب، تبتلع هذه الكائنات لا إرادياً جزيئات صغيرة من البوليمرات الاصطناعية، والتي ينتهي بها المطاف بالانتقال عبر جهازها الهضمي.
تعيش هذه الحيوانات في مناطق أشجار المانغروف المتدهورة بشدة والتي تحتوي على مستويات عالية من البلاستيكحيث أدى التوسع الحضري والزراعي إلى التلوث. وعلى الرغم من هذه البيئة القاسية، تستمر أعداد سرطان البحر الكماني، مما يسمح للعلماء بمراقبة كيفية مساهمة سلوكها الغذائي في تغيير طبيعة النفايات البلاستيكية.
أحد المشاريع التي طورتها فرق من جامعة ساو باولو و جامعة سالينتوركزت الدراسة على قدرة القشريات على تعديل بنية البوليمرات. وتشير النتائج إلى أن السرطانات، بعد ابتلاعها، قادرة على تحويل الجزيئات البلاستيكية الدقيقة إلى جزيئات أصغر حجماً، بحجم النانومتريصعب تتبعها باستخدام تقنيات أخذ العينات البيئية القياسية.
لا يقتصر هذا التفاعل على مجرد مرور البلاستيك عبر الأمعاء. تُظهر التحليلات المخبرية والميدانية أن براز الحيوانات يحتوي على نسبة كبيرة من شظايا البلاستيك المطحونة بدقةمما يشير إلى دور فعال في التجزئة البيولوجية.
كيف يتمكنون من تمزيق البلاستيك: آلية التفتيت
يكمن سر هذه القدرة في مورفولوجيا الفم والجهاز الهضمي المتخصص من سرطانات الكمان. تمتلك هذه القشريات تراكيب فموية متكيفة لمعالجة الرواسب والمواد العضوية، ولكنها في الواقع تعمل أيضًا على إخضاع البلاستيك للتقطيع الميكانيكي المكثف.
بحسب التقارير الفنية، فإن مزيج الكشط والطحن باستخدام قطع الفمهذا، بالإضافة إلى انقباض المعدة وحركة لقمة الطعام، يؤثر على الجزيئات البلاستيكية الدقيقة كما لو كانت تمر عبر مطحنة صغيرة. علاوة على ذلك، فإن تأثير الإنزيمات الهاضمة والكائنات الحية الدقيقة المرتبطة بهاوالتي يمكنها تعديل سطح البوليمرات وتسهيل تكسيرها إلى عدة أجزاء.
وبهذه الطريقة، في غضون أيام قليلة، تتحول شظايا البلاستيك الكبيرة نسبيًا إلى جزيئات ذات حجم أصغر بكثيربعضها وصل بالفعل إلى مستوى الجسيمات النانوية البلاستيكية. ورغم أن ذلك لا يمثل تحللاً كاملاً بالمعنى الكيميائي، إلا أنه يمثل تغييراً جذرياً في طريقة وجود الملوث في البيئة البحرية.
يصف الباحثون هذه الظاهرة بأنها نوع من "التحلل البيولوجي الميكانيكي"في هذه العملية، لا يقوم الكائن الحي بتدمير البلاستيك، بل يُسرّع من تحلله. والنتيجة هي مادة أكثر تشتتاً ويصعب السيطرة عليها، مما يطرح تحديات جديدة أمام سياسات إدارة النفايات.
تجارب في غابات المانغروف شديدة التلوث
تم الحصول على معظم البيانات من أشجار المانغروف في الساحل الشمالي لكولومبياهذه مناطق سُجّلت فيها بعض أعلى مستويات التلوث البلاستيكي على كوكب الأرض. في هذه الأراضي الرطبة، قام فريق من جامعة أنتيوكيا قام بتصميم تجربة محددة لمراقبة كيفية تفاعل السرطانات مع الكريات المجهرية المصنوعة من البولي إيثيلين.
حدد العلماء خمس قطع أرض مساحتها متر مربع واحد في غابة مانغروف حضرية، تم رشها بشكل متكرر بكرات بلاستيكية مجهرية فلورية، والتي تنبعث منها ألوان زاهية عند إضاءتها بالأشعة فوق البنفسجية. تم تكرار هذا الإجراء لـ أيام 66، الفترة التي تم بعدها أخذ عينات التربة، وإجمالي 95 سرطان البحر الكماني.
كان الهدف هو تحديد ما إذا كانت الحيوانات قد ابتلعت المادة أم لا، ولكن أيضًا كيف تم توزيع الجسيمات في الأعضاء المختلفة وما إذا كان قد حدث تفتت مادي كبير. وكشفت عمليات التشريح والتحليل اللاحقة عن وجود جزيئات بلاستيكية دقيقة بتراكيز تتجاوز بكثير تلك الموجودة في الرواسب المحيطة.
وعلى وجه التحديد، وجدت الدراسة أن السرطانات قد تراكمت تركيز جزيئات البلاستيك أعلى بـ 13 مرة من تركيزها في التربة من أشجار المانغروف. لم يتم توزيع هذا الحمل بالتساوي: فقد وُجدت أكبر كمية في الأمعاء الخلفية، وهي الجزء الذي يتم فيه سحق الطعام بكثافة، والذي يحدث فيه، وفقًا للمؤلفين، جزء كبير من التفتت.
من الجزيئات البلاستيكية الدقيقة إلى الجزيئات البلاستيكية النانوية: مشكلة تتقلص، لكنها تتعمق.
من أهم استنتاجات هذه الدراسات أن سرطان البحر الكماني يعمل كـ عوامل تزيد من التوافر البيولوجي للبلاستيكمن خلال تقليل حجم الشظايا المبتلعة، فإنها تحول الجزيئات البلاستيكية الدقيقة التي كان من الممكن ابتلاعها سابقًا من قبل حيوانات معينة فقط إلى جزيئات بلاستيكية نانوية يمكن الوصول إليها من قبل مجموعة أوسع بكثير من الكائنات الحية.
يمكن للمواد البلاستيكية النانوية، نظرًا لصغر حجمها، أن عبور الحواجز البيولوجية بسهولة أكبر وتتراكم في الأنسجة التي من المفترض أن تكون أقل عرضة للجسيمات الأكبر حجماً. الكائنات الحية التي تتغذى بالترشيح، واللافقاريات الصغيرة، واليرقات. de peces وهذا يمنحهم إمكانية الوصول إلى مخلفات البلاستيك التي كانت في السابق بعيدة عن متناولهم.
تُعقّد هذه القفزة في الحجم عملية رصد الملوثات، لأن الجسيمات البلاستيكية النانوية يصعب اكتشافها وقياسها كمياً. وعلى المستوى البيئي، يخشى العلماء من أن تندمج هذه الجسيمات بصمت في الشبكة الغذائية، وترتفع تدريجياً حتى تصل إلى أنواع ذات قيمة تجارية عالية، وبالتالي إلى أطباق المستهلكين.
في أوروبا، حيث التلوث البلاستيكي على السواحل ومصبات الأنهار يثير وجود عمليات بيولوجية تُضاعف شظايا البلاستيك قلقاً بالغاً، لا سيما في مناطق مثل البحر الأبيض المتوسط وبحر كانتابريا والمحيط الأطلسي، مما يزيد من الضغط على استراتيجيات الوقاية. ورغم أن الدراسات المذكورة تركز على الأنواع الأمريكية، إلا أن الآليات المرصودة يمكن أن تُستخدم كمرجع لتقييم المخاطر التي تهدد السرطانات واللافقاريات الأخرى الموجودة في الأراضي الرطبة الأوروبية.
دور البكتيريا والاختلافات بين الذكور والإناث
ومن الجوانب اللافتة الأخرى للتحقيق احتمال تورط البكتيريا المرتبطة بالجهاز الهضمي من السرطانات. ويشير المؤلفون إلى أن بعض الكائنات الحية الدقيقة قد تساهم في تغيير سطح البوليمرات، مما يجعلها أكثر هشاشة ويسهل تكسرها إلى أجزاء أصغر.
هذا الاقتران بين آليات الهضم والميكروبات سيؤدي ذلك إلى توليد نوع من "المفاعل البيولوجي" المصغر داخل جسم السرطان، حيث يتعرض البلاستيك لظروف فيزيائية وكيميائية مختلفة تمامًا عن تلك التي قد يجدها طافية في عمود الماء أو مترسبة في قاع البحر.
كما كشفت التحليلات عن تفصيل أثار اهتماماً خاصاً: تم العثور على المزيد من الجسيمات المجزأة لدى الإناث أكثر من الذكور. على الرغم من عدم وجود تفسير نهائي حتى الآن، إلا أنه يجري النظر في عوامل مثل الاختلافات في سلوك الأكل، والوقت الذي يبقى فيه الطعام في الجهاز الهضمي، أو الاختلافات في تكوين الميكروبات بين الجنسين.
يشير كل هذا إلى أنه حتى داخل النوع الواحد، لا يساهم جميع الأفراد بنفس الطريقة إلى تفتت المواد البلاستيكية، وهو أمر يمكن أن يؤثر على كيفية توزيع الملوثات في مجتمع معين.
المخاطر البيئية ومخاطر سلسلة الغذاء
لا ينبغي تفسير قدرة هذه القشريات على تحليل البلاستيك على أنها حل طبيعي لمشكلة النفايات البحرية. في الواقع، يصر الباحثون أنفسهم على أنها عملية تنطوي على مخاطر بيئية واضحةمن خلال مضاعفة عدد الشظايا وتقليل حجمها، يصبح الملوث أكثر انتشارًا وربما أكثر ضررًا.
تُعدّ سرطانات الكمان جزءًا من النظام الغذائي للعديد من الحيوانات المفترسة، بما في ذلك الطيور والأسماك وغيرها من الحيوانات الأكبر حجماًإذا تراكمت في أنسجتها جزيئات البلاستيك الدقيقة والنانوية المجزأة، فيمكن أن تنتقل هذه الجزيئات مباشرة إلى الكائنات الحية التي تتغذى عليها، مما يزيد من عبء الملوثات التي تتلقاها بالفعل من خلال وسائل أخرى.
وتُعد آلية التحويل هذه أيضاً مدعاة للقلق في ضوء غذاء بشريربطت العديد من الدراسات وجود الجسيمات البلاستيكية الدقيقة والنانوية في الجسم بآثار صحية ضارة محتملة، مثل الالتهابات، ومشاكل الجهاز التنفسي والقلب والأوعية الدموية، وحتى أنواع معينة من السرطان. ورغم أن الأبحاث لا تزال جارية، إلا أن حقيقة أن بعض الحيوانات تُسرّع من تكوين هذه الجسيمات تستدعي مزيدًا من اليقظة.
يشير الخبراء إلى أنه بدلاً من الاعتماد على ما يُفترض أنه "خدمة النظام البيئي" التي توفرها السرطانات، فإن ما هو مطلوب بشكل عاجل هو للحد تماماً من دخول المواد البلاستيكية إلى الأنهار والبحارتحسين إدارة النفايات وتعزيز اللوائح المتعلقة بالمنتجات التي تطلق جزيئات بلاستيكية دقيقة، وهو أمر يروج له الاتحاد الأوروبي بالفعل.
الآثار المترتبة على أوروبا وخطوط البحث المفتوحة
على الرغم من أن الدراسات الموصوفة أجريت في غابات المانغروف في البرازيل وكولومبيا، إلا أن الاستنتاجات قد قراءة مباشرة لمناطق مثل إسبانيا وبقية أوروبايشير وجود أنواع من السرطانات وغيرها من اللافقاريات التي تتغذى على الرواسب في المستنقعات ومصبات الأنهار والمناطق المدية إلى أن عمليات التجزئة المماثلة قد تحدث، على الرغم من أنها لم يتم توثيقها بنفس التفصيل.
في السياق الأوروبي، حيث تم تنفيذ التوجيهات لـ الحد من استخدام المواد البلاستيكية ذات الاستخدام الواحد وتنظيم إضافة الجزيئات البلاستيكية الدقيقة عمداًإن فهم دور الحياة البرية في تحويل هذه النفايات يُسهم في تحسين استراتيجيات الرصد البيئي. ولا يكفي قياس كميات البلاستيك المرئي، بل يجب علينا أيضاً دراسة الآليات البيولوجية التي تُنتج جزيئات غير مرئية للعين المجردة.
تشمل مجالات البحث المفتوحة دراسة القشريات الأخرى والكائنات القاعية التي تثير الرواسب ويمكن أن تعمل بطريقة مماثلة، وتقييم الآثار طويلة المدى للتعرض للمواد البلاستيكية النانوية على صحة الأنواع، وتطوير أساليب تحليلية أدق للكشف عن هذه الجسيمات في الأنسجة والنظم البيئية.
بالنسبة للدول الساحلية مثل إسبانيا، مع مساحات واسعة من الأراضي الرطبة والمستنقعات الساحلية ونظرًا لارتباطها المباشر بالمناطق الحضرية والزراعية، فإن فهم ما إذا كانت الأنواع المحلية تلعب دورًا مشابهًا لدور سرطان البحر الكماني في أمريكا اللاتينية سيكون أمرًا أساسيًا لتوقع المخاطر وتصميم خطط الحفظ بما يتماشى بشكل أوثق مع واقع الأرض.
تشير الأدلة المتراكمة إلى أن سرطان البحر الكماني ليس مجرد شاهد على التلوث البلاستيكي، بل هو عامل فاعل في تحويل النفايات التي تصل إلى أشجار المانغروف. وتُظهر قدرته على تفتيت الجزيئات البلاستيكية الدقيقة إلى جزيئات أصغر فأصغر مدى اندماج مشكلة البلاستيك في النظام البيئي. الديناميكيات الطبيعية للنظم البيئيةمما يجبرنا على معالجة التلوث ليس فقط من خلال إزالة النفايات المرئية، ولكن من خلال خفض إنتاجها وإطلاقها في البيئة بشكل جذري.
