Man mano che cresce la preoccupazione tra ambientalisti e consumatori per le micro e nanoplastiche negli oceani e nei prodotti ittici, sono sempre più studiati in ambienti marini, dicono Baoshan Xing dell'Università del Massachusetts Amherst e colleghi in Cina. Ma "si sa poco del comportamento delle nanoplastiche negli ambienti terrestri, soprattutto terreni agricoli, "aggiungono.

Xing, uno scienziato ambientale presso la Stockbridge School of Agriculture di UMass Amherst, e collaboratori della Shandong University, Cina, sottolineare che fino ad ora, non c'erano prove dirette che le nanoplastiche fossero internalizzate dalle piante terrestri.

essi affermano, "I nostri risultati forniscono prove dirette che le nanoplastiche possono accumularsi nelle piante, a seconda della loro carica superficiale. L'accumulo di nanoplastiche nelle piante può avere sia effetti ecologici diretti che implicazioni per la sostenibilità agricola e la sicurezza alimentare". Arabidopsis thaliana.

Xing aggiunge che l'uso globale diffuso e la persistenza nell'ambiente si traducono in una quantità "enorme" di rifiuti di plastica. Lui dice, "I nostri esperimenti ci hanno fornito prove dell'assorbimento e dell'accumulo di nanoplastiche nelle piante in laboratorio a livello tissutale e molecolare utilizzando metodi microscopici, approcci molecolari e genetici. Lo abbiamo dimostrato dalla radice allo scatto." I dettagli sono in Nanotecnologia della natura questa settimana.

Xing sottolinea che le particelle nanoplastiche possono essere piccole come una proteina o un virus. Gli agenti atmosferici e il degrado modificano le proprietà fisiche e chimiche della plastica e conferiscono cariche superficiali, quindi le particelle ambientali sono diverse dalle nanoplastiche di polistirene incontaminate spesso utilizzate in laboratorio. "Questo è il motivo per cui abbiamo sintetizzato nanoplastiche di polistirene con cariche superficiali positive o negative da utilizzare nei nostri esperimenti".

Ha contribuito alla progettazione dello studio, interpretare i risultati, valutare e rivedere il manoscritto mentre un grande team dell'Università di Shandong guidato da Xian-Zheng Yuan e Shu-Guang Wang conduceva gli esperimenti.

Sono cresciute piante di Arabidopsis in terreno misto a cariche diverse, nanoplastiche con etichetta fluorescente per valutare il peso delle piante, altezza, contenuto di clorofilla e crescita delle radici. Dopo sette settimane, hanno osservato che la biomassa e l'altezza delle piante erano inferiori nelle piante esposte alle nanoplastiche rispetto ai controlli, Per esempio.

"Le nanoplastiche hanno ridotto la biomassa totale degli impianti modello, " Xing aggiunge. "Erano più piccoli e le radici erano molto più corte. Se riduci la biomassa, non fa bene alla pianta, la resa è diminuita e il valore nutritivo delle colture potrebbe essere compromesso".

Aggiunge, "Abbiamo scoperto che le particelle cariche positivamente non sono state assorbite così tanto, ma sono più dannosi per la pianta. Non sappiamo esattamente perché, ma è probabile che le nanoplastiche a carica positiva interagiscano maggiormente con l'acqua, nutrienti e radici, e innescato diversi set di espressioni geniche. Ciò deve essere ulteriormente esplorato nelle piante coltivate nell'ambiente. Fino ad allora, non sappiamo come possa influire sulla resa delle colture e sulla sicurezza delle colture alimentari".

Il team ha anche analizzato le piantine per studiare la sensibilità delle radici alle nanoplastiche cariche. Esposto per 10 giorni, la crescita delle piantine è stata inibita rispetto a quella delle piantine di controllo. Per identificare i meccanismi molecolari responsabili, i ricercatori hanno utilizzato analisi trascrittomiche RNA-Seq di radici e germogli, quindi i risultati verificati con un dosaggio PCR quantitativo su tre geni radice e quattro geni germoglio.

"Indipendentemente dalla carica superficiale, Arabidopsis può assorbire e trasportare nanoplastiche con dimensioni inferiori a 200 nm, " scrivono. Inoltre, "In questo studio, dimostriamo principalmente che il percorso di assorbimento e trasporto delle nanoplastiche nei tessuti radicali differisce tra le nanoplastiche caricate in modo differenziale".