Bằng chứng mới về tác hại của vi nhựa đến ấu trùng hàu Thái Bình Dương

Dụng cụ nhựa cần thiết cho nhiều hoạt động nuôi trồng thủy sản và động vật có vỏ. Hầu hết các loại hình nuôi hàu trên thế giới đều dựa vào thiết bị và dụng cụ từ nhựa thiết kế để chứa hoặc bảo vệ loài thân mềm được nuôi khỏi động vật ăn thịt hoặc các điều kiện môi trường. 

Ở các vùng biển, những mảnh nhựa lớn trải qua quá trình phân hủy vật lý bởi sóng, muối biển, thủy phân, nhiệt độ và phân hủy quang từ tia cực tím của mặt trời trước khi bị phân hủy sinh học bởi các quá trình vi khuẩn, tạo ra vi nhựa (mảnh <5 mm). Vi nhựa đã xâm chiếm tất cả các sinh cảnh biển trên khắp thế giới. 

Hạt vi nhựa. Ảnh: Emily Duncan

Ô nhiễm nhựa ảnh hưởng đến hệ sinh thái biển và các hoạt động của con người. Khi sinh vật ăn vào, chúng gây ra mài mòn, cản trở và thay đổi cấu trúc sinh lý, ảnh hưởng trực tiếp đến sự tồn tại của các cá thể sinh vật. Các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng vi nhựa thương mại có thể ảnh hưởng đến giai đoạn đầu của sự phát triển hai mảnh vỏ. Những nghiên cứu này chỉ ra tác động của polystyrene (PS) - nhựa nano (NP) (50 nm, 10 μg/mL) và HDPE-MP (4–13μm, 0.1 mg/L) đối với sự phát triển và tập tính bơi ở ấu trùng hàu C. gigas. 

Trong thí nghiệm này, ấu trùng đỉnh vỏ được tiếp xúc 7 ngày với vi nhựa từ quá trình nuôi trồng thủy sản (gồm hỗn hợp nhựa HDPE, PP và PVC) ở hai nồng độ 0.1 và 10 mg vi nhựa/L. Nghiên cứu nhằm xác định sự thành công trong quá trình xuống đáy của ấu trùng sau 7 ngày tiếp xúc vi nhựa, và theo dõi sự phát triển trong gần một năm (11 tháng), cho đến khi đạt đến giai đoạn ấu trùng bám.

Trong điều kiện 0.1 mg vi nhựa/L , tỷ lệ xuống đáy của ấu trùng đỉnh vỏ hàu là  61.3 ± 0.9% so với tỷ lệ là 49.0 ± 0.9%  trong điều kiện 10 mg vi nhựa/L. Tỷ lệ xuống đáy thành công của ấu trùng rất nhạy với các biến đổi thông số môi trường và sự phơi nhiễm với chất ô nhiễm. Tuy nhiên, vi nhựa không có tác động đến sự biến thái của ấu trùng đỉnh vỏ và không gây bất thường trong quá trình phát triển khi ấu trùng hàu đã bám đáy. Điều này rất có thể là do lớp vỏ bảo vệ của chúng. 

Tăng trưởng chiều dài (tính bằng mm) được theo dõi ở giai đoạn ấu trùng đỉnh vỏ từ khi bắt đầu đến khi kết thúc phơi nhiễm (7 ngày) và sau đó 11 tháng cho đến giai đoạn ấu trùng bám. Tiếp xúc 7 ngày với vi nhựa dẫn đến sự chậm phát triển của ấu trùng lên đến 28 ngày. Tổng tăng trưởng (ngày 0 đến 338) của ấu trùng hàu tiếp xúc với vi nhựa điều kiện 0.1 và 10 mg vi nhựa/L lần lượt là 49.8 ± 2.0 và 50.4 ± 2.1 mm. Kết quả chỉ ra rằng sự phát triển của hàu trong giai đoạn bám đáy bị trì hoãn do tiếp xúc với vi nhựa. Sau đó, tăng trưởng ở cuối thí nghiệm trở nên cao hơn.

Ảnh vi mô và hình ảnh của ấu trùng pediveliger từ đầu (D0) đến cuối thí nghiệm (D338) - bao gồm MP xposure (D7 - bước 1), sự phát triển của spat (D28 và D89 - bước 2) và theo dõi (D338). Ảnh được chụp ở từng điều kiện: đối chứng (0 mg MP · L − 1); 0,1 và 10 mg MP · L − 1. Cân được biểu thị bằng mm. Quan sát và chụp ảnh được thực hiện ở 5 × hoặc 20 × bằng kính hiển vi hai mắt (Motic). “DX” cho biết thời gian lấy mẫu tính theo ngày. Ảnh: Bringer et al (2021)

Năng lượng sẵn có cho sự phát triển phải là sự cân bằng giữa năng lượng từ việc tiêu thụ thức ăn và năng lượng được sử dụng cho quá trình hô hấp. Ấu trùng hàu đối mặt với việc tiếp xúc với vi nhựa trong thời gian dài có thể tiêu tốn năng lượng dành riêng cho quá trình hình thành và phát triển. 

Các vi nhựa có thể ảnh hưởng đến tích trữ năng lượng của ấu trùng đỉnh vỏ hàu. Ấu trùng sẽ mất khả năng bám đáy vì chúng thiếu năng lượng dự trữ, liên tục chống lại các vi nhựa trong môi trường. Hàm lượng lipid thấp ở những loài hai mảnh vỏ tiếp xúc với vi nhựa đã được ghi nhận. 

Các nghiên cứu gần đây đã nhấn mạnh rằng vi nhựa có thể ảnh hưởng đến các hoạt động của enzym miễn dịch và biểu hiện gen liên quan đến miễn dịch. Giả thuyết được đặt ra rằng cơ chế bảo vệ ở giai đoạn ấu trùng có thể bị suy yếu và do đó ấu trùng nhạy cảm hơn với các yếu tố môi trường như mầm bệnh hoặc vi nhựa tiềm tàng. Có khả năng bị suy yếu bởi các vi nhựa, ấu trùng đỉnh vỏ phải tạo ra một hệ thống phòng thủ thích nghi để chống lại ô nhiễm nhựa, điều này làm tiêu thụ năng lượng đáng kể, gây bất lợi cho sự phát triển của ấu trùng đỉnh vỏ.

Nghiên cứu này đã quan sát tác động của vi nhựa hỗn hợp (138.6 ± 2.3μm) chứa các hạt HDPE, PP và PVC từ nhựa nuôi trồng thủy sản lâu năm trong môi trường biển. Sau thời gian phơi nhiễm 7 ngày, sự thành công xuống đáy của ấu trùng đỉnh vỏ được đánh giá. Sau đó, theo dõi 11 tháng được thực hiện để quan sát sự phát triển về chiều dài của ấu trùng đỉnh vỏ cho đến ấu trùng bám. Ấu trùng tiếp xúc với 10 mg vi nhựa/L cho thấy tỷ lệ bám vào giá thể thấp hơn. 

Ngoài ra, ấu trùng tiếp xúc với hai nồng độ vi nhựa (0.1 và 10 mg vi nhựa/L) có biểu hiện chậm phát triển trong 28 ngày theo dõi. Vào cuối thí nghiệm (ở ngày 338), ấu trùng bám biến thái từ ấu trùng đỉnh vỏ phơi nhiễm với vi nhựa đã phục hồi sự chậm phát triển của chúng. 

Năng lượng mà ấu trùng sử dụng khi tiếp xúc với vi nhựa có thể ảnh hưởng đến khả năng phát triển. Các nghiên cứu sâu hơn về tác động tiềm tàng của vi nhựa đối với dự trữ năng lượng và hệ thống miễn dịch của hàu ở giai đoạn phát triển ban đầu nên được tiến hành. 

Nghiên cứu này cung cấp bằng chứng mới về rủi ro môi trường do nồng độ cao của vi nhựa trong thực tế đối với loài hai mảnh vỏ nói riêng và các loài thủy sản khác trong môi trường nước. 

Nguồn:  Bringer, A., Cachot, J., Dubillot, E., Lalot, B., & Thomas, H. (2021). Evidence of deleterious effects of microplastics from aquaculture materials on pediveliger larva settlement and oyster spat growth of Pacific oyster, Crassostrea gigas. Science of The Total Environment, 794, 148708.