آیا میکروپلاستیک در خاک می تواند حشرات مقاوم در برابر دارو را به مواد غذایی وارد کند؟

اوربانا، IL – مانند هر صنعت، کشاورزی مدرن به شدت به پلاستیک متکی است. به پوشش مالچ پلاستیکی بسترهای گیاهی، لوله های پی وی سی که آب را از مزارع تخلیه می کنند، پلی اتیلن پوشش دهنده تونل های مرتفع و بسته بندی بذر، کود و علف کش های پلاستیکی را در نظر بگیرید. در یک مقاله مروری جدید ، محققان دانشگاه ایلینویز Urbana-Champaign می گویند که این پلاستیک ها در حال حاضر به طور گسترده در خاک های کشاورزی به شکل میکروپلاستیک ها و نانوپلاستیک ها پراکنده شده اند. 

این لزوماً جدید نیست. میکروپلاستیک تقریباً در هر اکوسیستم و موجودی روی زمین یافت شده است. به گفته محققان کالج علوم کشاورزی، مصرف‌کننده و محیط‌زیست (ACES)، پیچیدگی این است که میکرو و نانوپلاستیک‌ها در خاک کشاورزی می‌توانند با یک مسیر آماده برای ورود مواد غذایی به باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک کمک کنند.

Jayashree Nath، محقق فوق دکتری در بخش علوم غذایی و تغذیه انسانی در ACES، نویسنده این مطالعه، گفت: «پلاستیک به خودی خود ممکن است خیلی سمی نباشد، اما می تواند به عنوان یک ناقل برای انتقال باکتری های مقاوم به بیماری زا و ضد میکروبی به زنجیره غذایی عمل کند. این پدیده برای مردم چندان شناخته شده نیست، بنابراین ما می خواستیم آگاهی را افزایش دهیم.

اگر ارتباط بین میکروپلاستیک ها و مقاومت آنتی بیوتیکی واضح نیست، در اینجا نحوه عملکرد آن آمده است. اول اینکه پلاستیک ها یک جاذب عالی هستند. این بدان معناست که مواد شیمیایی و موجودات میکروسکوپی دوست دارند به پلاستیک بچسبند. مواد شیمیایی که معمولاً به سرعت در خاک حرکت می کنند – چیزهایی مانند آفت کش ها و فلزات سنگین – در عوض به اطراف چسبیده و در هنگام برخورد با پلاستیک متمرکز می شوند. به طور مشابه، باکتری‌ها و سایر میکروارگانیسم‌هایی که به طور طبیعی در خاک وجود دارند ترجیحاً روی سطوح پایدار میکروپلاستیک‌ها جمع می‌شوند و چیزی را تشکیل می‌دهند که به عنوان بیوفیلم شناخته می‌شود. 

وقتی باکتری‌ها در خانه جدید خود با مواد شیمیایی غیرعادی مواجه می‌شوند، ژن‌های پاسخ به استرس را فعال می‌کنند که اتفاقاً به آنها کمک می‌کند در مقابل سایر مواد شیمیایی، از جمله، گاهی اوقات، آنتی‌بیوتیک‌ها نیز مقاومت کنند. و هنگامی که گروه‌هایی از باکتری‌ها به یک سطح متصل می‌شوند، عادت دارند این ژن‌ها را از طریق فرآیندی به نام انتقال افقی ژن به اشتراک بگذارند. نانوپلاستیک‌ها که می‌توانند وارد سلول‌های باکتریایی شوند، نوع متفاوتی از استرس را ایجاد می‌کنند، اما این استرس می‌تواند نتیجه یکسانی داشته باشد. 

«میلیون‌ها سال است که باکتری‌ها مکانیسم‌های ژنتیکی را برای مقابله با استرس تکامل می‌دهند. پلاستیک ماده جدیدی است که باکتری‌ها هرگز در طبیعت ندیده‌اند، بنابراین آنها اکنون این مجموعه‌های ابزار ژنتیکی را برای مقابله با این استرس فرا می‌خوانند. ما همچنین نشان داده‌ایم که باکتری‌ها در حضور پلاستیک خطرناک‌تر می‌شوند، علاوه بر این که در برابر مواد ضد میکروبی مقاوم‌تر می‌شوند.»

انتقال ژن بین باکتری‌ها روی میکروپلاستیک‌ها در محیط‌های دیگر، به‌ویژه آب، ثبت شده است. تا کنون، این پدیده فقط در خاک کشاورزی فرضی است، اما این بدان معنا نیست که این اتفاق نمی افتد. نات و بانرجی در حال حاضر در حال انجام مطالعات آزمایشگاهی برای ثبت انتقال ژن هستند.

بنرجی گفت: «خاک منطقه ای است که در این زمینه مورد بررسی قرار نگرفته است. ما موظف هستیم که بفهمیم در خاک چه می گذرد، زیرا آنچه ما به آن شک داریم و از آن می ترسیم این است که وضعیت در خاک می تواند حتی بدتر از آب باشد. 

یکی از مشکلات فنی این است که هنگام صید میکروپلاستیک ها، خاک یک محیط بسیار دشوار است. آب بسیار آسان است، زیرا می توانید به سادگی میکروپلاستیک را فیلتر کنید. “اما ما به لطف Jayashree و همکاری ما با مرکز فناوری پایدار ایلینوی پیشرفت خوبی داشته ایم.”

نویسندگان به این نکته اشاره می‌کنند که بسیاری از عوامل بیماری‌زای موجود در مواد غذایی آن را از خانه بومی خود در خاک تولید می‌کنند، اما نانوپلاستیک‌ها و باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک‌ها می‌توانند به اندازه‌ای کوچک باشند که وارد ریشه و بافت‌های گیاه شوند، جایی که شستشوی آنها غیرممکن است. در حالی که نانوپلاستیک‌ها در داخل و روی محصولات ثبت شده‌اند، رشته مورد مطالعه هنوز جدید است و به خوبی مشخص نیست که چند وقت یک‌بار این اتفاق می‌افتد. گروه تحقیقاتی بانرجی قصد دارد به این سوال نیز بپردازد.

در نهایت، میکروپلاستیک ها اینجا هستند تا بمانند. به هر حال، آنها برای قرن ها یا بیشتر در محیط باقی می مانند. نویسندگان می گویند زمان آن رسیده است که تأثیرات آنها را در خاک و سیستم غذایی خود درک کنیم، آگاهی را افزایش دهیم و به سمت جایگزین های پلاستیکی زیست تخریب پذیر پیش ببریم. 

مطالعه “تعامل میکروب ها با میکروپلاستیک ها و نانوپلاستیک ها در اکوسیستم های کشاورزی – تاثیر بر مقاومت ضد میکروبی” در Pathogens منتشر شده است . نویسندگان عبارتند از Jayashree Nath، Jayita De، Shantanu Sur، و Pratik Banerjee. این تحقیق توسط موسسه ملی غذا و کشاورزی USDA پشتیبانی شد.

– این بیانیه مطبوعاتی در ابتدا در وب سایت کالج کشاورزی، مصرف کننده و محیط زیست دانشگاه ایلینویز منتشر شد.