ミジンコでは天然粒子ではなくマイクロプラスチックが多世代効果を発揮する

Microplastics but not natural particles induce multigenerational effects in Daphnia magna.

• Christoph Schür
• Sebastian Zipp
• Tobias Thalau
• Martin Wagner

抄録

淡水の主要な生物種であるミジンコに対するナノプラスチックやマイクロプラスチックの影響については、いくつかの研究が行われている。しかし、プラスチックビーズの急性毒性に関する情報は豊富であるが、不規則なマイクロプラスチックの多世代への影響についてはほとんど知られていない。また、マイクロプラスチックと自然界に存在する粒子との比較も欠落している。そこで、我々は、不規則な二次ポリスチレン系マイクロプラスチック（<63μm）と天然基準粒子であるカオリンのミジンコの4世代にわたる生存、繁殖、生育に及ぼす影響を、限られた食物条件下で調査した。さらに、各世代の新生児が基準物質に対してどのような感受性を持つかを調べた。その結果、高濃度のマイクロプラスチック（10,000 および 2000 粒子 mL）に曝露した場合、ミジンコの生存率が低下し、それぞれ 1 世代および 4 世代以内に絶滅した。また、マイクロプラスチックは繁殖と成長にも影響を与えた。重要なことは，同程度の濃度でカオリンに暴露しても悪影響を及ぼさなかったことである。新生児の重クロム酸カリウムに対する感受性は、母親の粒子への暴露によって影響を受けなかった。以上のことから、我々の研究は、複数世代にわたって餌制限下で曝露されたミジンコにおいて、不規則なPS粒子が天然のカオリンよりも毒性が強いことを示している。このように、私たちの研究は、動物プランクトンに対するマイクロプラスチックの影響をよりよく理解するために必要な、より現実的な暴露シナリオに向けて構築されています。

Several studies have investigated the effects of nano- and microplastics on daphnids as key freshwater species. However, while information is abundant on the acute toxicity of plastic beads, little is known regarding the multigenerational effects of irregular microplastics. In addition, a comparison of microplastics to naturally occurring particles is missing. Therefore, we investigated the effects of irregular, secondary polystyrene microplastics (<63 μm) and kaolin as natural reference particle on the survival, reproduction, and growth of Daphnia magna over four generations under food-limited conditions. Additionally, we tested the sensitivity of the neonates in each generation to a reference compound as a proxy for offspring fitness. Exposure to high concentrations of microplastics (10,000 and 2000 particles mL) reduced daphnid survival, resulting in extinction within one and four generations, respectively. Microplastics also affected reproduction and growth. Importantly, an exposure to kaolin at similar concentrations did not induce negative effects. The sensitivity of neonates to potassium dichromate was not affected by maternal exposure to particles. Taken together, our study demonstrates that irregular PS particles are more toxic than natural kaolin in daphnids exposed over multiple generations under food limitation. Thus, our work builds towards more realistic exposure scenarios needed to better understand the impacts of microplastics on zooplankton.

Copyright © 2019. Published by Elsevier Ltd.