塑膠的耐用性使其在20世紀早期成為一種流行的奇蹟材料。然而,它的無處不在現在可能正在以一些令人驚訝的方式擾亂生態系統。加利福尼亞州拉霍亞斯克裡普斯海洋研究所的研究人員的一項新研究表明,在北太平洋亞熱帶環流(位於東亞和美國西海岸之間的順時針海洋環流中間的一個巨大的平靜區域,夏威夷是其大致中點)中,塑膠的濃度在過去40年中增加了100倍。該區域的面積估計超過1800萬平方公里。
這項研究於5月9日在《生物學快報》上線上發表,首次記錄了Halobates sericeus(一種水黽,將其卵產在漂浮物上)的卵密度上升。該團隊收集並分析了北太平洋中直徑小於五毫米的塑膠碎片的資料,包括來自兩次最近航行的記錄、來自其他來源的已發表資料以及從斯克裡普斯收藏中1970年代早期採集的存檔樣本中開發的資料。斯克裡普斯的生物海洋學博士候選人米里亞姆·戈爾茨坦指出,2011年對北大西洋亞熱帶環流進行的一項研究發現,自1986年以來,塑膠沒有增加。
較高濃度的漂浮塑膠碎片為遠洋水黽提供了更多產卵的機會。這種海洋昆蟲——與池塘水黽密切相關——一生都在公海中度過,並透過消耗浮游動物和幼魚,以及被螃蟹、魚類和海鳥吃掉,在食物網中佔據一席之地。
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漂浮物在北太平洋歷史上很少見。“水黽很幸運能找到羽毛或一小塊漂浮的木頭,”戈爾茨坦說。現在漂浮的塑膠碎片更常見,並提供了一個水黽可以在其上產下鮮黃色、米粒大小卵的表面。
儘管研究人員發現卵的數量有所增加,但他們沒有發現昆蟲本身的數量有所增加。這可能是因為來自1970年代早期的樣本不足以充分比較,但也同樣可能是螃蟹或小型表層攝食魚類可能正在吃這些卵,戈爾茨坦指出。
研究人員擔心,塑膠的這種大量繁殖可能會使水黽、微生物、動物和直接在塑膠上生長的植物相對於與硬質表面無關的海洋動物(如魚類、魷魚、微小的甲殼類動物和水母)具有優勢。“雖然這些生物[直接在塑膠上生長的生物]是本地物種,但它們有點像雜草,”戈爾茨坦解釋說,因為它們生長、繁殖和死亡都很快。相比之下,水柱中的生物往往具有更高的生物多樣性。超過一半的海洋是亞熱帶環流的一部分,透過新增大量塑膠垃圾來改變這些環流的運作方式可能會產生不可預測的後果。“雖然我們的研究只關注海洋一個區域中的一種小昆蟲,但它表明,微小的塑膠碎片確實有可能改變公海的生態,”她說。