"Keskkonda jõudnud plast on meile kahekordselt ohtlik, sest see toimib saasteainete levitajana. Kui mõni loom keskkonnast plastiosakese alla neelab, saab ta tunda plasti mõju kõrval ka kõigi sellesse imendud ainete mõju," ütleb keemilise ja bioloogilise füüsika instituudi ökotoksikoloogia järeldoktor Alla Khosrovyan.

Oma kaks aastat kestnud uurimisprojektis uuris ta UV-kiirguse toimel plasti küljest eraldunud mikroplasti osakeste mõju kahele veeorganismile. Neist ühte, setetes elavat organismi, jälgis ta mitme põlvkonna vältel, teist veeorganismi aga ühe põlvkonna jooksul. Khosrovyan tõdeb selle põhjal, et laialt kasutatud standardkatsetega ei pruugi plasti mõju üldse välja tulla.

Mis on UV-lagunemine?

"Uurisin UV-lagunemist, sest see on kõige kiirem ja tõhusam plasti lagundamise viis," ütleb Alla Khosrovyan. Plasti tootmisprotsessi käigus muundatakse toornafta tooteks, mida organismid lagundada ei suuda. Looduses võib võtta selle lagunemine tuhandeid aastaid, kuid päikesekiirguse mõjul võib juhtuda see kordades kiiremini.

"UV-lagunemine tekib plasti struktuuris leiduvate lisaainete tõttu, olgu need siis värvained või midagi muud, mis imavad endasse päikesekiirguse osakesi ehk footoneid," selgitab järeldoktor. Plastis neeldunud ja selle tulemusel ergastunud elektronid suudavad plasti polümeeriahela ehk struktuuri katki teha. "Seejärel muutub plast rabedaks, et sealt edasi väiksemateks tükkideks laguneda," jätkab Khosrovyan.

Kui lõpuks laguneb plast mikro- ja edasi nanoosakesteks, on see kõikjal keskkonnas laiali ning väiksematel organismidel kasvab oht plastiosakesi söögi pähe või sellega koos alla neelata. Polümeeris tekivad UV-kiirguse põhjustatud soojusliku reaktsiooni mõjul keemilised ained, mis võivad loomadele mürgised olla. Samuti võivad keskkonda lekkida plasti sisse segatud lisaained.

Oma töös keskendus Khosrovyan täpsemalt ainult ühele plasti tüübile: polüamiidile. Oma üllatuseks avastas ta, et nii UV-lagundatud plasti kui ka kitsamalt polüamiidi mõju on seni uuritud väga vähe. "Polüamiidi kasutatakse palju. Umbes 30 aasta eest tehti suur osa riideid nailonist, mis on samuti polüamiid," osutab ta.

Järeldoktoril oli hüpotees, et UV-lagundatud plast võib olla organismidele mürgisem kui ühegi lisaaineta nii-öelda neitsiplast. "Oma uurimuses võrdlesingi neitsi- ja UV-lagundatud plasti osakeste mõju standardsete katseprotokollidega, mille on heaks kiitnud näiteks OECD. Leidsin, et mõlemad osakesed olid setteorganismidele ühe põlvkonna vaates mürgised," sõnab ta.

Haruldane vaade mitmele põlvkonnale

Alla Khosrovyan uuris plastiosakeste mõju eeskätt ühele setteorganismile: väikesele sääselisele Chironomus riparius. Viimane elab vastseeas ehk suurema osa oma elust magevee põhjasettesse maetuna, kust kaevab end toiduosakeste kogumiseks pinnale. 

"Esimese põlvkonna puhul nägin, et plastosakesi sisse söönud vastsete areng hälbis ja võrreldes kontrollrühmaga kasvas neist vähem tiivulisi valmikuid," ütleb Khosrovyan. Lisaks võrdles ta C. ripariuse vastsete käitumist nälja- ja toidukülluse olukorras. "Leidsin, et nälja korral sõi C. riparius rohkem plastiosakesi. Samas toidukülluse korral ta vältis plastiosakesi," võrdleb järeldoktor.

Seejärel tegi Khosrovyan sääselisevastsetega veel kaks uuringut, kus vaatles nende kolme ja seitset järjestikkust põlvkonda. "Kolme põlvkonna uuringus leidsin, et kogu organismi talitlust mõjutas plast ainult esimeses põlvkonnas, kus näiteks paljunemis- ja ellujäämisnäitajad olid kontrollrühmaga võrreldes madalamad. Samas, teises ja kolmandas põlvkonnas need taastusid," kirjeldab ta.

Koostöös Saksa kolleegidega tehtud seitsme põlvkonna uuringus järjestas järeldoktor C. ripariuse seitsme järjestikuse põlvkonna genoomid, et hinnata vastse võimet polüamiidiga kohaneda. "Leidsime, et surve alla sattusid teatud geenid ja need geenid seostusid oksüdatiivse stressiga," ütleb ta. Teisisõnu leidus vastsete kehas endisest rohkem vabu radikaale, mis võivad lõhkuda mh DNA-d. Geenid sattusid surve alla ainult mikroplastiga kokku puutunud vastsetel, aga kontrollrühmas mitte. 

"Vastuseks mikroplasti tarbimisele tekkis küll genoomis vastus, aga kolme põlvkonna pärast ma seda ei näinud," ütleb Khosrovyan. Sellest järeldas ta, et mikroplasti pikaaegset ökoloogilist mõju saaks edaspidi paremini näha just geneetilisi muutusi uurides. 

Genoomiülesed muutused ei pruugi otsemaid olla seotud organismide ellujäämise või paljunemisega. Küll aga annavad need Khosrovyani sõnul aluse, mille pinnalt paremini mõista, millised geenid satuvad surve alla ja milliseid bioloogilise protsesse need geenid reguleerivad. 

"Seda teades saame ennustada, mis juhtub kogu populatsiooni heaoluga," ütleb ta. Näiteks saab ennustada, kas plastist mõjutatud vanemad suudavad anda elujõulisi järglasi, või kas nende järglaste heaolu on sedavõrd häiritud, et ajapikku viiks see populatsiooni arvukuse vähenemiseni ja seejärel muutusteni kogu ökosüsteemis.

Võrdluseks tegi Khosrovyan standardse ühe põlvkonna katse ka kooriklooma Daphnia magnaga. Viimane on filtertoiduline loom, kes ise toidupalu valida ei saa, vaid filtreerib endast läbi vett ja saab kätte kõik seal olevad toitained. "Seepärast on D. magna plastiga suuremas kokkupuutes," osutab järeldoktor. Ometi näitas standardprotokolli järgi tehtud katse, et ei UV-lagundamisel eraldunud ega puhta neitsiplasti osakesed ei ohustanud esimese põlvkonna koorikloomade ellujäämist ega paljunemist.

Me ei tea õieti midagi

Ehkki Alla Khosrovyani uuringus taastus üks uuritud organism kolmandaks põlvkonnaks ja teisel ei ilmnenud ühe põlvkonna jooksul mingit mõju, ei saa ta oma uuringu põhjal plasti loomadele ohutuks pidada. "Tegu on lihtsalt standardse testiga, millel on standardsed lõpp-punktid ja need ei andnud mulle võimalust plasti mõju tuvastada," sõnab ta. Ühtlasi tegi Koshrovyan katseid üksnes polüamiidi plastiosakestega.

Edaspidi tahabki järeldoktor jätkata plasti mõju uuringuid ja keskenduda just genoomiülestele muutustele. Igal populatsioonil on ökosüsteemis oma roll, on ta siis kellegi toit või toitub kellestki. "Kui vaadata genoomiüleseid muutusi, saame öelda, kas seda rolli häiritakse või mitte. Alles siis saame öelda, kas plast on ohtlik või ei," selgitab järeldoktor. 

Tema sõnul ei tea inimesed plastreostuse pikaaegsetest tagajärgedest siiani midagi. "Umbes 95 protsenti seni tehtud uuringutest keskendub fenotüüpidele peale kokkupuudet või ühe põlvkonna jooksul," ütleb ta.