Nell'ultima decade, gli scienziati si sono affannati per capire gli impatti delle microplastiche. Con la rottura delle bottiglie di plastica, lavare i sette miliardi di giacche di pile del mondo, o le microsfere nei detergenti per il viso, le microplastiche si stanno accumulando. Non è ancora chiaro come influenzino gli esseri viventi come le piante.

Nel suolo, le plastiche hanno il potenziale per causare problemi a livello chimico. Come un'attrazione magnetica, i contaminanti possono legarsi alla plastica, con conseguente accumulo di sostanze tossiche. I contaminanti possono anche fare un giro gratis sulla plastica e potenzialmente farsi strada nelle piante. Ma prima, i ricercatori devono sapere se le microplastiche, o la loro progenie ancora più piccola chiamata nanoplastica, possono entrare nelle cellule vegetali in primo luogo.

Ecco una buona notizia:non lo fanno, secondo un recente studio del Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) e della Washington State University (WSU). Però, le microplastiche si accumulano sulle punte delle radici, che potrebbe essere di buon auspicio per la futura bonifica degli ambienti contaminati, ma non va bene per le radici, come le carote.

Cavallo di Troia per le microplastiche nelle piante

Le microplastiche sono un problema globale. Le particelle sono state trovate in tutti gli angoli della Terra, dalle cime delle montagne remote alle profondità dell'oceano. Nell'ultimo decennio, la maggior parte della ricerca sulle microplastiche si è spostata verso gli ambienti acquatici, il che è ironico perché sulla terra sono state trovate più microplastiche.

"Per comprendere i problemi con le nano e microplastiche negli impianti, dobbiamo davvero capire cosa sta succedendo a livello chimico e cellulare, ", ha affermato la coautrice dello studio Carolyn Pearce, un geochimico al PNNL con un incarico congiunto nel Dipartimento di Scienze delle colture e del suolo della WSU.

Come un cavallo di Troia tossico, le microplastiche possono agire come sacche calde di trasporto dei contaminanti. Si legano e accumulano contaminanti del suolo, come i policlorobifenili a lunga durata (PCB). I PCB sono stati collegati al cancro:la produzione è stata vietata nel 1970, ma indugiano ancora nell'ambiente. Il risultato? Una potenziale corsa libera negli organismi e, forse, su per la catena alimentare.

Il primo passo per testare la teoria del cavallo di Troia tossico è vedere se le microplastiche possono persino entrare nelle cellule vegetali in primo luogo. "Abbiamo esaminato dove potrebbero accumularsi sulle piante, quali materiali allegare, e come si concentrano, " disse Pear.

Le dimensioni contano quando si tratta di microplastiche nelle piante

Non tutte le microplastiche sono create allo stesso modo. Possono essere grandi come una gomma da matita o piccoli come un batterio. Le nanoplastiche sono minuscole e sono 100 volte più piccole di una cellula vegetale. A quella dimensione, è facile immaginare come le piante possano assorbire le particelle di plastica, ma ci sono limiti di dimensione riguardo a ciò che passa attraverso le pareti cellulari.

In genere, le piante adulte sane assorbono solo materiali di dimensioni di 3-4 nanometri, che è ancora più piccolo di un virus. Alcuni studi hanno dimostrato che le piante possono assorbire nanoparticelle 10-12 volte più grandi di così, fino a 40-50 nanometri. Mentre piccole particelle passano attraverso, la grande domanda è:la plastica?

Semi di semina (e alcune perle di microplastica)

Per testare la domanda, i ricercatori si sono concentrati su due tipi di piante:l'Arabidopsis e il grano tenero bianco. Arabidopsis è come il topo da laboratorio del mondo della biologia vegetale. È un'erba comunemente studiata legata alla senape, con un breve ciclo di vita. Il grano tenero bianco viene coltivato in tutto il Pacifico nord-occidentale e viene utilizzato nei noodles e nei cracker asiatici.

I ricercatori hanno piantato semi su piastre di Petri contenenti agar mescolato con due diverse dimensioni di microsfere e nanoplastiche. Una dimensione era delle dimensioni di un virus, mentre l'altro era 25 volte più grande. Dopo aver lasciato crescere i semi per 5-12 giorni, i ricercatori hanno utilizzato un microscopio specializzato per acquisire immagini in sezione trasversale delle radici delle piante, permettendo loro di vedere le cellule della radice da tutti gli angoli.

"Abbiamo usato un microscopio confocale all'EMSL, il Laboratorio di Scienze Molecolari Ambientali, che è stato utilizzato per esaminare i tessuti animali, come il tessuto polmonare. Ho pensato che potesse essere usato per le piante, " ha detto Stephen Taylor, un ricercatore post-dottorato del suolo del PNNL e autore principale dello studio. Ha condotto la ricerca mentre conseguiva il dottorato di ricerca. attraverso il Distinguished Graduate Research Program della WSU-PNNL. "Per quanto ne sappiamo, è la prima volta che questa tecnica viene utilizzata per cercare la plastica nelle cellule vegetali".

Alcune buone notizie nel 2020

Nessuna microplastica di entrambe le dimensioni è stata assorbita da cellule di tessuto vivente in nessuna delle specie vegetali.

"Abbiamo visto accumuli di plastica intorno alle cellule del cappuccio radicale, e alcuni lungo la superficie fino alla radice. Ma, non abbiamo visto alcuna prova di microplastiche all'interno delle strutture cellulari, o tra le cellule, " ha detto Taylor. Le cellule cap proteggono il sensibile, parti crescenti di radici, sono di breve durata, e sono versati spesso. In conclusione:l'assorbimento non è un problema, ma l'attaccamento alle radici potrebbe esserlo. Questo potrebbe potenzialmente essere un problema per le colture a radice come le carote, patate, o barbabietole.

Oltre ad aiutare i ricercatori a saperne di più sul fatto che le piante assorbano le particelle di plastica, i risultati hanno anche potenziali applicazioni ambientali.

"Le microplastiche sono un problema che non sta andando via, " disse Pearce. Immaginando ulteriori ricerche, ha chiesto:"Se mostriamo che la plastica si accumula sulla punta della radice, forse potremmo usare le piante per rimuovere la plastica in altri ecosistemi?"

I risultati potrebbero anche avere applicazioni per la creazione di materie plastiche più rispettose dell'ambiente. "Potremmo anche usare queste informazioni per produrre materie plastiche che non possono essere assorbite da piante e animali, " lei disse.

Ci sono vantaggi nel sapere cosa fanno le microplastiche, o no, essere assorbito dagli esseri viventi.

"In definitiva, questo aiuterà gli scienziati a comprendere meglio il punto di svolta in cui c'è un impatto su piante ed ecosistemi, " disse Pear.

"Accumulo di nano e microplastiche di polistirene in Arabidopsis e cellule del cappuccio radicale del grano, ma nessuna prova per l'assorbimento nelle radici" è stata pubblicata in Scienze ambientali:nano .