Une exposition chronique aux fibres microplastiques provoque des anévrismes, l'érosion des couches superficielles et d'autres dommages graves aux branchies des poissons, et augmente la production d'œufs chez les femelles, signe que les produits chimiques dans les fibres peuvent agir comme des perturbateurs endocriniens, une nouvelle étude menée par des scientifiques américains et chinois trouve.
Les fibres minuscules, qui sont faites de polyester, de polypropylène et d'autres types de plastiques, sont éliminées ou lavées des textiles synthétiques utilisés dans les vêtements et autres produits de consommation et industriels. Une fois rejetés, ils pénètrent dans les eaux usées et s'accumulent dans les océans, les rivières et les lacs du monde entier, ce qui représente plus de 90% de la pollution microplastique dans certaines régions.
Des études antérieures sur le terrain ont montré que de nombreux poissons mangent de grandes quantités de fibres chaque jour mais ont des mécanismes de protection dans l'intestin qui semblent prévenir les dommages. Mais lorsque vous étendez votre étude aux niveaux des tissus et des cellules, comme nous l'avons fait, des changements nuisibles sont observés. «
David E. Hinton, Nicholas Professeur émérite de qualité environnementale à l'Université Duke
« En plus des fibres que les poissons mangent, des centaines ou des milliers de microfibres traversent également leurs branchies chaque jour, et nous constatons que c'est là que se produisent la plupart des dommages », a déclaré Melissa Chernick, chercheuse au laboratoire de Hinton à la Duke's Nicholas School. de l'environnement.
L'équipe a publié ses conclusions évaluées par des pairs le 9 mars dans la revue en libre accès PLoS ONE.
Les poissons exposés à des niveaux élevés de microfibres dans l'eau de leur réservoir pendant 21 jours présentaient des anévrismes, des membranes fondues et une production accrue de mucus dans leurs branchies ainsi que des changements importants dans les cellules épithéliales tapissant leurs branchies et d'autres effets.
« Il y a eu de graves changements, et beaucoup d'entre eux. Et chaque changement peut affecter la respiration », a déclaré Chernick. « Si vous êtes un poisson sauvage endommagé par les branchies et que vous êtes dans un environnement pauvre en oxygène ou poursuivi par un prédateur, vous avez des ennuis. Il en va de même si vous êtes en concurrence avec d'autres poissons pour la nourriture. Le simple fait d'avoir ces dommages vous rendrait moins compétitif. «
Bien que l'intestin lui-même semble être protégé contre des dommages similaires, la nouvelle étude révèle que lorsque des fibres microplastiques sont dans l'intestin, elles peuvent libérer des revêtements chimiques qui sont absorbés dans la circulation sanguine du poisson.
Les chercheurs travaillent toujours à identifier ces produits chimiques et à déterminer leurs impacts, mais un effet troublant a déjà été observé. Les femelles exposées à des fibres contenant du polypropylène ont produit plus d'oeufs au fil du temps, ce qui suggère que les produits chimiques qui peuvent être lixiviés des microfibres agissent comme des perturbateurs endocriniens.
Dans le monde, près de six millions de tonnes de fibres synthétiques telles que le polyester ou le polypropylène ont été produites en 2016. Ces textiles perdent des microfibres lors du lavage ou d'une utilisation régulière. Un seul vêtement peut perdre près de 2000 microfibres par lavage, a noté Chernick, et parce que les usines de traitement des eaux usées ne sont pas équipées pour éliminer les fibres, elles s'échappent dans les eaux de surface en aval et s'accumulent dans l'environnement. Ils peuvent également pénétrer dans l'environnement par le rejet d'eaux usées, le ruissellement des eaux pluviales ou les dépôts atmosphériques.
« Même s'ils sont relâchés à des kilomètres de l'océan, ils peuvent s'y frayer un chemin. Ils affectent donc à la fois les organismes marins et d'eau douce », a déclaré Hinton.
Hinton et Chernick ont mené la nouvelle étude avec Lingling Hu de l'Université de technologie du Zhejiang en Chine, et Lee Ferguson et Anne Lewis de Duke. Ferguson est professeur agrégé de génie civil et environnemental, d'écotoxicologie et de santé environnementale. Lewis est doctorant en génie civil et environnemental.
Pour mener la recherche, ils ont placé 27 couples nicheurs de poissons medaka japonais sains (Oryzias latipes) dans des réservoirs d'eau contenant des niveaux élevés de fibres microplastiques en suspension. Ils ont surveillé le poids du poisson, la production d'oeufs, l'ingestion et l'égestion de fibres – combien de fibres entraient, combien étaient excrétées – chaque semaine. Après 21 jours, ils ont examiné les tissus du poisson pour voir quels changements, le cas échéant, s'étaient produits. L'eau du réservoir a été changée chaque semaine et stockée pour analyse chimique, afin de déterminer quels colorants ou additifs avaient été libérés.
« La pollution microplastique est une menace environnementale qui pose des risques croissants pour les espèces et les écosystèmes du monde entier », a déclaré Chernick. « Jusqu'à présent, la plupart des études se sont principalement concentrées sur la recherche de la présence de plastiques chez les animaux, sans identifier quels pourraient être les effets sur divers tissus. Mais c'est exactement là où notre étude suggère que la science doit aller. »
Le principal soutien de l'étude est venu du China Scholarship Council, avec un financement supplémentaire du Duke Compact for Open Access Publishing Equity Fund. La préparation des échantillons et l'imagerie pour la microscopie électronique à balayage ont été effectuées à la Duke University Shared Materials Instrumentation Facility, membre du North Carolina Research Triangle Nanotechnology Network qui est soutenu par la National Science Foundation dans le cadre de la National Nanotechnology Coordinated Infrastructure.
La source:
Référence de la revue:
Hu, L., et al. (2020) Exposition chronique aux microfibres chez des médaka japonais adultes (Oryzias latipes). PLOS ONE. doi.org/10.1371/journal.pone.0229962.
