「マイクロプラスチックのホットスポット」が深海の生態系を汚染している

地中海のコルシカ島とサルデーニャ島の沖合には、どこにでも存在するにもかかわらず、ごく小さな脅威、マイクロプラスチックが渦巻いている。科学者にとって、海底堆積物からこの微小なプラスチック粒子が見つかることはもはや当然のことだ。昨年、研究者たちは南カリフォルニア沖のサンプルからマイクロプラスチックを発見した。しかし、地中海におけるマイクロプラスチックの濃度は驚くべきものだ。研究者たちは本日、科学誌「サイエンス」に発表した論文の中で、わずか5センチメートルの厚さの海底堆積物1平方メートルあたりに190万個のマイクロプラスチック粒子が含まれていることを報告した。

彼らはまた、局所的な海流と海底地形を調査し、マイクロプラスチックが「ホットスポット」に蓄積し、地中海深海に太平洋ゴミベルトのような現象が生じている様子を明らかにしました。これは世界中の他の場所でも起こっていると推測できます。これらの海流は、活発な生態系を支える酸素と栄養素を運ぶのと同じ海流です。つまり、これらの生態系は現在、マイクロプラスチックによって汚染されており、それ自体が堆積物をふるいにかける生物にとって有害で​​ある可能性があります。さらに悪いことに、マイクロプラスチックは海中を漂うにつれて、追加の毒素、ウイルス、バクテリアを蓄積することが知られています。これは特に稚魚にとって問題となる可能性があり、研究者らはマイクロプラスチック粒子を餌と間違える可能性があることを発見しています。

マイクロプラスチックの摂取が個々の魚やその子孫に影響を及ぼすかどうかは、科学者たちがまだ研究を始めたばかりの段階だ。「この毒性は、特定の種や個体の機能を変化させ、次世代の個体群に実際に問題を引き起こすのでしょうか？」と、この研究には関与していないストラスクライド大学のマイクロプラスチック研究者、デオニー・アレン氏は問う。「これは本当に新しい研究です。」

マイクロプラスチック研究はまだ始まったばかりの分野であるため、科学者たちはサンプル採取と粒子の計数方法をまだ改良中です。例えば、フィルターの目が細かくなるほど、捕捉できる粒子のサイズが変わってくるため、その方法を見つけ出す必要があります。「マイクロプラスチック」という用語自体もまだ議論の的となっています。米国の海洋大気庁（NOAA）は長さ5ミリメートル未満の粒子をマイクロプラスチックと定義していますが、この新しい論文のヨーロッパの著者たちは1ミリメートルという用語を採用しています。

いずれにせよ、マイクロプラスチック粒子には主に繊維と破片の2種類があります。繊維は合成繊維で作られた衣類から発生することが多く、洗濯時に繊維状の破片が剥がれ落ちます。これが排水を介して海に流れ込みます。破片は、プラスチック包装が太陽の光を浴びながら海を漂う際に分解されて発生します。

どちらの種類も海流に流れ込み、最終的にはマイクロプラスチックのホットスポットに沈着します。堆積物がどのように移動し、海底に堆積するかを理解するには、川の流れを想像してみてください。川が曲がると、水の流れは外側に向かってエネルギーを失います。こうして砂州が形成されます。水の流れが遅くなると、運んでいた堆積物が流れ落ちます。「一方、川の実際の流路にある水はエネルギーを保ち、堆積物を浮遊させています」と、マンチェスター大学の地球科学者で、この新しい研究の筆頭著者であるイアン・ケイン氏は述べています。

同様に、海底（研究チームは最大1キロメートルの深さから採取したサンプルを使用）では、海底谷のような複雑な地形が海流を川のように導き、加速させます。ここでは水の流れが非常に速いため、急流の川の真ん中と同じように堆積物が浮遊状態を保っています。しかし、流れが遅い場所では、堆積物は浮遊状態から崩れ落ち、時には数キロメートルにも及ぶ、いわば水中砂丘を形成します。

マイクロプラスチックも同様の物理法則に従います。研究では、流れの強い水路から採取したサンプルでは、​​流れが遅くプラスチック片が海底に落ちて堆積する可能性のある場所よりも、マイクロプラスチックの濃度がはるかに低いことがわかりました。これがホットスポットを形成します。そして残念なことに、これらのホットスポットは生物多様性のホットスポットにもなっています。なぜなら、同じ流れがそこに栄養分も堆積しているからです。

ここでは、底生生物（堆積物を丸呑みして食べられる部分を濾過するナマコなどの底生生物）が、流れによって運ばれてくる餌そのものに加えて、バイオフィルムに覆われウイルスやバクテリアを運ぶ可能性のある微細なプラスチックを摂取している可能性があります。これらの粒子がこれらの動物に及ぼす正確な影響はまだ研究中です。しかし、マイクロプラスチックが一部の種の行動に影響を与えているという憂慮すべき兆候があります。最近の研究では、マイクロプラスチックにさらされたヤドカリが新しい殻を選ぶのに苦労していることが示されています。

研究者たちは、二枚貝や稚魚といった小さな生物がマイクロプラスチックを食べて、やがてさらに大きな生物の餌食になるにつれ、粒子が食物連鎖の上位にまで達していくことを懸念している。「マイクロプラスチックは、どんどん大きな生物に食べられています」とケイン氏は言う。「もちろん、最終的には私たちが食べるものにも食べられます。ですから、次に美味しいマグロのステーキを食べるときには、何十年も前のマイクロプラスチックが様々な毒素に汚染されているかもしれません。」

マイクロプラスチックは多くの底生生物、特にムール貝のような濾過摂食動物に見られる。「中には、腸管組織から筋肉組織にマイクロプラスチックを取り込むものもいます」と、スクリプス海洋研究所でマイクロプラスチックを研究しているジェニファー・ブランドン氏は述べている。彼女は今回の研究には関わっていない。人間がムール貝を食べる場合は、丸ごと食べてしまうので、この点は問題にならないかもしれない。「魚や他の動物も同様にマイクロプラスチックを摂取している場合は問題になります。なぜなら、人間はムール貝の筋肉組織しか食べないからです」とブランドン氏は指摘する。プラスチックが腸壁を移動し、食べられる部分に濃縮されている可能性があるからだ。

あるいは、魚がマイクロプラスチック片を食べて体内を通過したとしても、マイクロプラスチックは何らかの毒性の痕跡を残すのかもしれません。「プラスチックに含まれる化学物質が、私たちが食べる魚の組織に浸出したのでしょうか？」とブランドンは問いかけます。「その研究は非常に不十分です。」

ミシガン大学の生態毒物学者で、マイクロプラスチックを研究しているが、今回の研究には関わっていないアレン・バートン氏は、マイクロプラスチックが底生生物にとって有毒であると決めつけるのはまだ時期尚早かもしれないと述べている。ただし、状況は改善しそうにないとも指摘している。「プラスチックの生産量は今後も増え続けると予想されており、繊維や破片が蓄積しやすい場所では、その数も増える一方でしょう」とバートン氏は語る。「ですから、ある時点でその閾値に達し、底生生物に実際に悪影響を与えるようになる可能性はあります。現時点では、そうなるとは思えません。」

これらの海底ホットスポットの発見は、行方不明の海洋ゴミの謎を解く上で画期的な進展です。海に浮遊しているプラ​​スチックは、汚染率を考慮すると、本来存在するはずの量のわずか1%程度に過ぎません。今回の研究や他の研究から、これらのゴミの多くは実際には行方不明ではなく、微細な破片に砕かれて海流によって運ばれているだけであることが、ますます明らかになっています。

今日のマイクロプラスチック研究では、科学者たちは特定の環境下で発見される粒子の数を定量化するだけでなく、それらの粒子の外観も調査しています。ケイン氏と彼の同僚たちは、サンプルの70%から100%が繊維で、残りは破片であることを発見しました。彼らの現在の疑問は、これらの異なる種類のマイクロプラスチックが海中でどのように異なる動きをするのかということです。

研究者たちはすでに、陸上では繊維が破片よりも風に乗って遠くまで飛ぶ傾向があることを明らかにしている。「プラスチックの種類によって密度が移動に影響することは基本的に分かっています」と、ストラスクライド大学のデオニー・アレン氏は述べている。彼女は昨年、マイクロプラスチックがヨーロッパの都市から遠く離れた山頂に吹き飛ばされていることを発見した研究チームの一員だった。「粒子の大きさも、その移動に異なる影響を与えることが分かっています」と彼女は付け加える。しかし、マイクロプラスチックの研究者たちは、さまざまな種類のプラスチックが空気や水中をどのように移動するかを再現する、大規模な実験をまだ行っていない。繊維は手つかずの北極圏まで吹き飛ばされることが示されているが、その形状と重さは、海中での移動方法をどのように決定するのだろうか？

地中海でこれほど多くの繊維を発見した研究者たちは、このマイクロプラスチック汚染の原因である衣類について、大きな手がかりを与えています。研究者たちは以前、洗濯1回につき、伸縮性のある靴下やポリエステル製のスウェットシャツから10万本の合成繊維が剥がれ落ちる可能性があると報告しています。その水は下水処理施設に流れ込み、一部の繊維は捕捉されますが、全てが捕捉されるわけではありません。たった一つの都市だけでも、年間数千億本のマイクロファイバーが海に排出されている可能性があります。

地中海での今回の研究では、陸から海へプラスチックを運ぶ河川がたくさんあることを考えると、沿岸に近い堆積物サンプルでより多くのマイクロプラスチックが見つかるだろうと予想されるかもしれません。しかし、そうではありません。マイクロプラスチックが密集していたのはそこではなく、より深い海へと漂流していたのです。「実際、沿岸から離れるほど濃度が高まっていました」とケイン氏は言います。「プラスチックはこれらの峡谷を下り、海底へと流れ込み、そこで海洋循環に巻き込まれ、再分配されているようです。」

ストラスクライド大学のマイクロプラスチック研究者、スティーブ・アレン氏（デオニー・アレン氏の配偶者で、今回の研究には関与していない）によると、この研究は、海中のプラスチックの分布とその移動方法に関する科学的理解を深めるものだ。しかし、マイクロプラスチックが広範囲に渡って移動していることは明らかなため、事態は複雑化している。「本当に興味深いのは、たとえマイクロプラスチックがどこにあるのかが分かったとしても、次に確認したときにはもうそこにないように見えるということです」とアレン氏は言う。「そのため、数量を追跡し、その深刻さを解明することが非常に困難になるでしょう」

それでも、科学者がマイクロプラスチックの脅威についてより深く理解すればするほど、その拡散を阻止するためのより良い対策を講じることができるようになります。最低限、洗濯機メーカーは合成繊維が排水に混入するのを防ぐフィルターを追加し、処理施設は独自のフィルターでそれを補うことができます。深海であろうとなかろうと、地球の生態系の健全性はこれにかかっています。

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