Nanoplasticele, un pericol invizibil transmis între generații

Un proiect interdisciplinar desfășurat la Binghamton University de către chimista Huiyuan Guo și biologul Anthony Fiumera are ca obiectiv studierea modului în care nanoplasticele – particule de plastic invizibile cu ochiul liber – sunt transmise de la mamă la descendenți și impactul lor asupra generațiilor viitoare.
Nanoplasticele, cu dimensiuni cuprinse între 1 nanometru și 1 micrometru, sunt chiar mai mici decât microplasticele și au fost detectate în apă potabilă, alimente și aer. Acestea pot pătrunde în organisme și sunt considerate o amenințare emergentă pentru sănătatea umană și ecologică. Deja, studii anterioare au arătat că aceste particule pot afecta specii acvatice precum daphniile, reducându-le șansele de supraviețuire și capacitatea reproductivă.

Cu toate acestea, majoritatea cercetărilor s-au concentrat pe efectele pe termen scurt și pe o singură generație. Lipsesc în mare parte datele privind moștenirea transgenerațională și modificările epigenetice asociate expunerii la nanoplastice.

Despre studiu

Modelul biologic: Daphnia magna

În cadrul acestui proiect, cercetătorii folosesc Daphnia magna, un crustaceu de apă dulce cunoscut sub numele de „purice de apă”, datorită corpului său transparent și sensibilității la stresul de mediu. Este un model excelent pentru studii de toxicologie și moștenire epigenetică, având o biologie reproductivă rapidă și mecanisme moleculare similare cu cele umane în ceea ce privește transmiterea trăsăturilor.

Scopul proiectului

• Dezvoltarea unor nanoplastice detectabile, pentru a urmări cu precizie migrarea acestora în interiorul organismului și între generații.
• Studierea mecanismelor de transfer ale nanoplasticelor de la mamă la descendenți – atât fizic, cât și la nivel epigenetic.
• Identificarea modificărilor în exprimarea genică induse de expunerea la nanoplastice, în mamă, pui și generațiile următoare.

Tehnici utilizate

• Confocal Surface-Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) – pentru detecția fină a particulelor în țesuturi.
• Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) – pentru analiză cantitativă de mare precizie a componentelor plastice.

Ipoteze investigate

• Nanoplasticele sunt transferate fizic către descendenți prin bariera biologică maternă.
• Expunerea maternă modifică expresia genică, iar aceste modificări epigenetice sunt transmise generațiilor viitoare, chiar și fără transfer fizic de particule.

Rezultate anticipate și implicații

Cercetătorii anticipează că vor putea distinge între efectele directe ale particulelor și efectele moștenite epigenetic. Această distincție este esențială pentru înțelegerea pe termen lung a modului în care poluanții moderni afectează ecosistemele și sănătatea umană.

Daphnia ocupă un loc important în lanțul trofic acvatic, hrănindu-se cu alge și fiind, la rândul lor, hrană pentru pești. Astfel, efectele nanoplasticelor asupra acestora pot avea consecințe ecologice extinse și pot ajunge, indirect, la oameni.

Bioplastice și provocările viitoare

O întrebare esențială ridicată de cercetători privește impactul pe termen lung al bioplasticelor. Deși considerate mai prietenoase cu mediul și biodegradabile, ele se pot descompune în nanoplastice la fel de ușor. Studiul va compara toxicitatea și capacitatea de transfer generațional a diferitelor tipuri de plastice – petroliere și biodegradabile – pentru a determina care este cu adevărat mai sigură.

Componenta educațională și comunitară

Proiectul include o importantă componentă de outreach educațional, în colaborare cu New York State Master Teacher Program și Go Green Institute. Acesta din urmă oferă cursuri intensive pentru elevi de gimnaziu și liceu. Cercetătorii vor:

• Integra proiectul în curriculumul de cercetare pentru studenți.
• Testa kituri educaționale științifice în cadrul unei tabere de vară.
• Distribui aceste kituri în școli și în comunitate pentru a permite copiilor să realizeze propriile cercetări privind impactul plasticului asupra mediului.

Concluzie

Acest proiect reprezintă un pas important în înțelegerea impactului invizibil al nanoplasticelor asupra vieții acvatice și umane, dar și asupra moștenirii genetice și epigenetice. Prin combinarea cercetării de vârf cu educația științifică timpurie, inițiativa de la Binghamton University oferă un model promițător pentru abordarea unei probleme de mediu urgente, cu implicații globale.