Wyobraź sobie, że ciągle jesz, ale powoli umierasz z głodu. Setki gatunków ssaków morskich, ryb, ptaków i żółwi morskich stają w obliczu tego ryzyka każdego dnia, kiedy mylą plastikowe śmieci z jedzeniem.

Plastikowe śmieci można znaleźć w oceanach na całym świecie. Naukowcy oszacowali, że istnieje ponad pięć bilionów kawałków plastiku ważących więcej niż ćwierć miliona ton pływających w morzu na całym świecie. Większość z tych plastikowych śmieci pochodzi ze źródeł na lądzie i kończy się w oceanach i zatokach, głównie z powodu złej gospodarki odpadami.

Plastik nie ulega biodegradacji, ale w morzu duże kawałki plastiku rozpadają się na coraz mniejsze fragmenty, które są łatwe do zjedzenia przez zwierzęta. Nic dobrego nie przychodzi do zwierząt, które mylą plastik z posiłkiem. Mogą one cierpieć z powodu niedożywienia, blokady jelit lub powolnego zatrucia chemikaliami znajdującymi się w plastiku lub dołączonymi do niego.

Pomimo wszechobecności i powagi tego problemu, naukowcy nadal nie rozumieją w pełni, dlaczego tak wiele zwierząt morskich popełnia ten błąd w pierwszej kolejności. Powszechnie zakłada się, ale rzadko testuje, że ptaki morskie zjadają plastikowe śmieci, ponieważ wyglądają one jak ich naturalna zdobycz. Jednak w badaniu, które moi współautorzy i ja właśnie opublikowaliśmy w Science Advances, proponujemy nowe wyjaśnienie: Dla wielu zagrożonych gatunków, morskie plastikowe śmieci również wytwarzają zapach, który ptaki kojarzą z jedzeniem.

Nos dla siarki

Prawdopodobnie najbardziej dotkniętymi zwierzętami są rurkonose ptaki morskie, grupa, która obejmuje albatrosy, shearwaters i petrele. Ptaki te są pelagiczne: często pozostają na morzu przez lata na raz, szukając pożywienia na setki lub tysiące kilometrów kwadratowych otwartego oceanu, odwiedzając ląd tylko do rozmnażania i wychowywania młodych. Wiele z nich jest również zagrożonych wyginięciem. Według Międzynarodowej Unii Ochrony Przyrody, prawie połowa z około 120 gatunków ptaków morskich rurkonosych jest zagrożona, zagrożona lub krytycznie zagrożona.

Ale istnieje wiele ryb w morzu, obszary, które niezawodnie zawierają żywność są bardzo niejednolite. Innymi słowy, rura-nosed seabirds szukają „igły w stogu siana”, kiedy żerują. Mogą one poszukiwać ryb, kałamarnic, kryla lub innych przedmiotów i możliwe, że plastikowe śmieci wizualnie przypominają te ofiary. Ale wierzymy, że to tylko część bardziej złożonej historii.

Pionierskie badania przeprowadzone przez dr Thomasa Grubba Jr. na początku lat 70. wykazały, że ptaki morskie o rurkowatym nosie wykorzystują swój potężny zmysł węchu, czyli węch, do skutecznego znajdowania pożywienia, nawet gdy ciężka mgła zasłania im wzrok. Dwie dekady później dr Gabrielle Nevitt i współpracownicy odkryli, że niektóre gatunki ptaków morskich z rodziny rureczników są przyciągane przez siarczek dimetylu (DMS), naturalny zapachowy związek siarki. DMS pochodzi z alg morskich, które wytwarzają wewnątrz swoich komórek pokrewną substancję chemiczną o nazwie DMSP. Kiedy komórki te ulegają uszkodzeniu – na przykład kiedy glony obumierają lub kiedy zjadają je morskie zwierzęta, takie jak kryl – DMSP rozpada się, wytwarzając DMS. Zapach DMS ostrzega ptaki morskie, że w pobliżu znajduje się pożywienie – nie są to glony, ale kryl, który je zjada.

Dr Nevitt i ja zastanawialiśmy się, czy te ptaki morskie zostały oszukane do konsumpcji morskich odpadów z tworzyw sztucznych ze względu na sposób, w jaki pachniał. Aby przetestować ten pomysł, moi współautorzy i ja stworzyliśmy bazę danych zbierającą wszystkie badania, jakie udało nam się znaleźć, które odnotowały spożycie plastiku przez ptaki morskie o rurkowatym nosie w ciągu ostatnich 50 lat. Ta baza danych zawierała informacje od ponad 20,000 ptaków z ponad 70 gatunków. Wykazała ona, że gatunki ptaków, które używają DMS jako wskazówki do żerowania, jedzą plastik prawie sześć razy częściej niż gatunki, których nie przyciąga zapach DMS podczas żerowania.

Aby dalej testować naszą teorię, musieliśmy przeanalizować, jak pachną morskie plastikowe śmieci. Aby to zrobić, wziąłem kulki z trzech najczęstszych typów pływającego plastiku – polipropylenu oraz polietylenu o niskiej i wysokiej gęstości – i zaszyłem je wewnątrz niestandardowych toreb z siatki, które przymocowaliśmy do dwóch boi u środkowego wybrzeża Kalifornii. Postawiliśmy hipotezę, że algi pokryją plastik na morzu, proces znany jako biofouling, i wyprodukują DMS.

Po tym jak plastik był zanurzony przez około miesiąc w morzu, odzyskałem go i przyniosłem do laboratorium, które nie jest zwykle przystankiem dla naukowców morskich: Robert Mondavi Institute for Food and Wine Science w UC Davis. Tam użyliśmy chromatografu gazowego, specjalnie zbudowanego do wykrywania zapachów siarki w winie, piwie i innych produktach spożywczych, aby zmierzyć sygnaturę chemiczną naszych eksperymentalnych szczątków morskich. Związki siarki mają bardzo wyraźny zapach; dla ludzi pachną jak zgniłe jajka lub rozkładające się wodorosty na plaży, ale dla niektórych gatunków ptaków morskich DMS pachnie wybornie!

Wystarczyło, że każda zebrana przez nas próbka plastiku była pokryta glonami i zawierała znaczne ilości związanego z nimi DMS. Znaleźliśmy poziomy DMS, które były wyższe niż normalne stężenia tła w środowisku i znacznie powyżej poziomów, które mogą wykryć ptaki morskie o rurkowatych nosach i wykorzystać do znalezienia pożywienia. Wyniki te dostarczają pierwszych dowodów na to, że oprócz wyglądu przypominającego pożywienie, plastikowe śmieci mogą również dezorientować ptaki morskie, które polują za pomocą węchu.

Gdy śmieci stają się przynętą

Nasze odkrycia mają ważne implikacje. Po pierwsze, sugerują one, że plastikowe śmieci mogą być bardziej podstępnym zagrożeniem dla życia morskiego niż wcześniej sądziliśmy. Jeśli plastik wygląda i pachnie jak jedzenie, jest bardziej prawdopodobne, że zostanie pomylony z ofiarą, niż jeśli tylko wygląda jak jedzenie.

Po drugie, znaleźliśmy poprzez analizę danych, że małe, skryte nory-nesting ptaków morskich, takich jak priony, petreli burzowych i shearwaters, są bardziej prawdopodobne, aby pomylić plastiku do żywności niż ich bardziej charyzmatyczne, powierzchni-nesting krewnych, takich jak albatrosy. Różnica ta ma znaczenie, ponieważ populacje trudnych do zaobserwowania ptaków morskich gnieżdżących się w norach są trudniejsze do policzenia niż gatunki gnieżdżące się na powierzchni, więc często nie są badane tak dokładnie. Dlatego zalecamy wzmożony monitoring tych mniej charyzmatycznych gatunków, które mogą być bardziej narażone na ryzyko połknięcia plastiku.

Na koniec, nasze wyniki dostarczają głębszego zrozumienia, dlaczego niektóre organizmy morskie są nieubłaganie uwięzione w myleniu plastiku z pożywieniem. Wzorce, które znaleźliśmy u ptaków powinny być również badane w innych grupach gatunków, takich jak ryby czy żółwie morskie. Zmniejszenie zanieczyszczenia mórz plastikiem jest wyzwaniem długoterminowym i zakrojonym na szeroką skalę, ale poznanie powodów, dla których niektóre gatunki nadal mylą plastik z pożywieniem, jest pierwszym krokiem w kierunku znalezienia sposobów ich ochrony.