Under det senaste decenniet, forskare har upptäckt små bitar av plast i många havsvatten, och även i djuphavslera. Dock, de vet väldigt lite om hur mikroplaster transporteras i havet. En ny artikel av MBARI-forskare i tidskriften Vetenskapens framsteg visar att filtermatande djur som kallas jättelarvdjur kan samla och konsumera mikroplastpartiklar i djuphavet. Partiklarna ansamlas i larvdjurens avstötningsfilter och leds in i djurens fekala pellets, som snabbt sjunker genom havet, potentiellt bära mikroplast till den djupa havsbotten.

Trots deras namn, jättelarvaser är mindre än 10 centimeter (fyra tum) långa, och ser lite ut som grodyngel. De lever långt under havsytan, fånga upp mat i klibbiga slemfilter som kan vara över en meter (tre fot) i diameter. Dessa filter (som kallas "hus" eftersom larvdjuren lever inuti dem) fångar upp små partiklar av drivande skräp, som sedan äts av larven. När en larvas hus blir igensatt av skräp, djuret överger strukturen och det sjunker mot havsbotten.

I början av 2016 planerade MBARI:s chefsingenjör Kakani Katija ett experiment med DeepPIV-systemet för att ta reda på hur snabbt jättelarvdjur kunde filtrera havsvatten, och vilken storlek partiklar de kunde fånga upp i sina filter. Andra forskare har försökt svara på dessa frågor i laboratoriet genom att placera små plastpärlor i tankar med mindre larver. Eftersom gigantiska larvhus är för stora för att studera i labbet, Katija bestämde sig för att utföra liknande experiment i det öppna havet, med hjälp av MBARI:s fjärrstyrda fordon.

När Katija diskuterade detta experiment med postdoktor Anela Choy, de insåg att sådana in-situ matningsexperiment med plastpärlor också kunde belysa mikroplasternas öde i djuphavet.

I juni 2016 forskarna utrustade MBARI:s fjärrstyrda fordon (ROV) Doc Ricketts med en behållare med havsvatten och färgkodade plastkulor i olika storlekar, från en hundradel till två tredjedelar av en millimeter i diameter. Efter att ha skickat ROV:n ner i Monterey Canyon, teamet släppte små mängder mikroplastpärlor nära matningsfiltren hos enskilda jättelarvdjur, drog sedan tillbaka ROV:n för att se vad som hände.

Hos minst 11 av de 25 larvdjuren som testades, pärlorna fångades av larvens finstrukturerade inre filter. I sex av dessa fall, forskarna observerade en larvas som faktiskt fick i sig pärlorna, som var synliga inuti djurets genomskinliga kropp.

Forskarna använde ROV för att fånga de sex larvdjuren med plastpärlor i magen och förde dem till ett labb ombord på forskningsfartyget Western Flyer. De höll djuren i labbet i 12 timmar. Vid det här laget hade alla plastpärlor passerat genom larvdjurens tarmar och hamnat i deras fekala pellets.

Efter att ha registrerat antalet och storlekarna på pärlor inbäddade i fekala pellets, forskarna blev förvånade när de upptäckte att larvdjuren hade samlat in och konsumerat partiklar av alla storlekar som användes i experimenten. De hade förväntat sig att larvdjuren bara skulle konsumera de mindre partiklarna.

Forskargruppen mätte sedan hur snabbt fekala pellets från jättelarvdjur skulle sjunka. De fekala pelletsen uppskattades sjunka på cirka 300 meter (cirka 1, 000 fot) per dag. Tidigare studier har visat att kasserade larvhus kan sjunka så snabbt som 800 meter (2, 600 fot) om dagen. Dessa resultat tyder på att larvhus och fekala pellets snabbt skulle kunna transportera mikroplast från ytnära vatten till den djupa havsbotten.

Laboratoriestudier har visat att andra vanliga filtermatande djur, som salper, kan också få i sig mikroplast. Katija och Choy och deras medförfattare genomför för närvarande ROV-experiment för att ta reda på om dessa djur beter sig på liknande sätt i sin naturliga miljö. Choy och MBARI seniorforskare Bruce Robison är särskilt intresserade av hur mikroplast kan överföras från ett djur till ett annat genom djuphavsmatnät.

I tidigare experiment med DeepPIV-systemet, Katija visade att jättelarver kan filtrera havsvatten snabbare än något annat drivande djur i öppet hav. Detta fynd, tillsammans med den senaste forskningen, tyder på att larvdjur har potential att vara viktiga, oavsiktliga konsumenter av mikroplast i havet. Eftersom många andra djuphavsdjur äter larver, deras fekala pellets, eller deras avbrutna hus, alla mikroplaster som samlas in av larvdjur skulle införlivas i mittvattensmatnät.

Liknande, mikroplaster som når den djupa havsbotten försvinner inte bara. Många kommer sannolikt att intas av djur på djupa havsbottnar som är beroende av kastade larvhus som en viktig källa till föda.

Katija är snabb med att påpeka att den nyligen publicerade studien bara är ett första steg, och många grundläggande frågor om mikroplast i havet förblir obesvarade. "Det pågår mycket arbete med att studera plast i tarmen på sjöfåglar och fiskar, sa Katija, "Men ingen har riktigt tittat på plast på djupare vatten. Vi arbetar för närvarande med experiment för att studera koncentrationerna av mikroplast på olika djup i havet, med hjälp av vattenprover och kanske till och med kastade larvhus."

MBARI-teamet samarbetar också aktivt med Monterey Bay Aquarium för att kommunicera de samhälleliga och ekosystemens effekter av storskalig plastförorening i havet. Som Choy uttryckte det, "Akvariet är djupt engagerat i bevarandet av havets ekosystem, och har stor erfarenhet av att påverka politiken med vetenskap. Genom att kombinera denna expertis med MBARIs kunskap och erfarenhet av djupa pelagiska ekosystem, vi arbetar för att förstå transport och cykling av plast genom havets matnät, och vad detta kan betyda för människor."