Microplastic ingestion by fish with different feeding habits in the Ob and Yenisei rivers | Вестник Томского государственного университета. Биология. 2024. № 66. DOI: 10.17223/19988591/66/13

Microplastic ingestion by fish with different feeding habits in the Ob and Yenisei rivers

Проведен количественный учет и дана характеристика микропластика размерного диапазона от 0,15 до 5,00 мм в желудочно-кишечном тракте трех видов диких пресноводных рыб (n = 141) из рек Обь и Енисей, включая обыкновенного ерша (Gymnocephalus cernua L.), сибирского ельца (Leuciscus baicalensis Dybowski) и речного окуня (Perca fluviatilis L.). Микропластик был обнаружен в желудочно-кишечном тракте 62% исследованных рыб, доля рыб с пластиком варьировала от 18,5% в выборке енисейского окуня до 92,6% в выборке обского ерша. Подавляющее большинство микропластика во всех видах рыб составляли волокна (до 99,7% всех частиц, обнаруженных в желудочно-кишечном тракте окуней), затем следовали фрагменты неправильной формы (до 22,7% у ерша). Достоверные отличия в поглощении частиц той или иной формы между тремя видами рыб отсутствовали. Сферы и пленки были обнаружены исключительно в выборках ельца и ерша, их доля составляла лишь 3,7 и 1,2%, соответственно. Найденные в рыбах частицы состояли из полиэтилентерефталата, полипропилена, полиамида и других синтетических полимеров со значительной долей деградированных полимеров. Среднее содержание микропластика в желудочно-кишечном тракте рыб варьировало от 0,44 ± 0,25 шт. на особь у окуней из Енисея до 3,81 ± 0,55 шт. на особь у ершей из Оби. Содержание частиц в рыбах было значимо выше для выборок из Оби, чем из Енисея (p < 0,05), что может отражать общий уровень пластикового загрязнения в этих двух реках. Поглощение микропластика у видов с разным пищевым поведением распределялось в последовательности: ерш (бентофаг) > елец (эврифаг) > окунь (хищник) в обеих реках (p < 0,01). В данном исследовании впервые проведена количественная оценка потребления микропластика пресноводными рыбами разных видов в реках Обь и Енисей и выявлены закономерности, связанные с различным пищевым поведением. микрорамановская спектроскопия проводилась в Томском региональном центре коллективного пользования научным оборудованием Томского государственного университета. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Скачать электронную версию публикации

Загружен, раз: 11

Ключевые слова

микропластик, пресноводные рыбы, Обь, Енисей, биоиндикация, особенности поглощения частиц, пищевое поведение

Авторы

ФИО	Организация	Дополнительно	E-mail
Воробьев Данил Сергеевич	Томский государственный университет	доктор биологических наук, директор института, Биологический институт	danilvorobiev@yandex.ru
Франк Юлия Александровна	Томский государственный университет	канд. биол. наук, доцент, кафедра ихтиологии и гидробиологии, Биологический институт	yulia.a.frank@gmail.com
Рахматуллина Светлана Наильевна	Томский государственный университет	аспирант, Биологический институт	svetik_98_76@bk.ru
Воробьев Егор Данилович	Томский государственный университет	магистрант, Биологический институт	vorobievegor@gmail.com
Поскребышева Юлия Радмировна	Томский государственный университет	студент, Биологический институт	punko.ayu@gmail.com
Оладеле Ойелейе	Томский государственный университет	магистрант, Биологический институт	oyeleye101@gmail.com
Трифонов Андрей Александрович	Томский государственный университет	инженер, кафедра ихтиологии и гидробиологии, Биологический институт	packtriff@mail.ru

Всего: 7

Ссылки

Parker B., Andreou D., Green I.D., Britton J.R. Microplastics in freshwater fishes: Occurrence, impacts and future perspectives. Fish and Fisheries. 2021;22:467-488. doi: 10.nn/faf.12528.

Hossain M.A.R., Olden J.D. Global meta-analysis reveals diverse effects of microplastics on freshwater and marine fishes. Fish and Fisheries. 2022;23:1439-454.

Badea M.A., Balas M., Dinischiotu A. Microplastics in freshwaters: Implications for aquatic autotrophic organisms and fauna health. Microplastics. 2023;2:39-59.

Rochman C.M., Hoh E., Kurobe T., Teh S.J. Ingested plastic transfers hazardous chemicals to fish and induces hepatic stress. Scientific Reports. 2013;3:1-7.

Thiele C.J., Hudson M.D., Russell A.E., Saluveer M., and Sidaoui-Haddad G. Microplastics in fish and fishmeal: an emerging environmental challenge? Scientific Reports. 2021;11:2045.

Bhuyan M.S. Effects of microplastics on fish and in human health. Frontiers in Environmental Science. 2022;10:827289.

Rodrigues A.C.B., de Jesus G.P., Waked D., Gomes G.L., Silva T.M., Yariwake V.Y., da Silva M.P., Magaldi A.J., Veras M.M. Scientific evidence about the risks of micro and nanoplastics (MNPLs) to human health and their exposure routes through the environment. Toxics. 2022;10:308.

Us Saher N., Niazi R.M., Narejo H.A., Hawa N., Hameed Baloch A., Tabish M., ul Ain M., Razi F., Aziz Qureshi N. Feeding diversity of finfish in different wild habitat.IntechOpen, 2003.

Galafassi S., Campanale C., Massarelli C., Uricchio V.F., Volta P. Do freshwater fish eat microplastics? A review with a focus on effects on fish health and predictive traits of MPs ingestion. Water. 2021;13(16):2214.

Muller C. Not as bad as it seems? A literature review on the case of microplastic uptake in fish. Frontiers in Marine Science. 2021;8:672768.

Roch S., Friedrich C., Brinker A. Uptake routes of microplastics in fishes: practical and theoretical approaches to test existing theories. Scientific Reports. 2020;10:3896.

Frank Y.A., Vorobiev E.D., Babkina I.B., Antsiferov D.V., Vorobiev D.S. Microplastics in fish gut, first records from the Tom River in West Siberia, Russia. Tomsk State University Journal of Biology. 2020;52:130-139.

Frank Y., Vorobiev D., Mandal A., Lemeshko Y., Rakhmatullina S., Darbha G.K. Freshwater fish Siberian dace ingest microplastics in the remote Yenisei tributary. Toxics. 2023;11:38.

Luo Y. Leuciscinae. In: Fauna Sinica. Osteichthyes. Cypriniformes II; Chen Y-Y et al., editors. Science Press, Beijing; 1998: 61-112.

Kottelat M. and Freyhof J. Handbook of European Freshwater Fish. Berlin, Germany: Kottelat, Cornol & Freyhof; 2007. 646 p.

Popov P.A. Ryby Sibiri: rasprostraneniye, ekologiya, vylov [Fish of Siberia: distribution, ecology, catches]. Novosibirsk: NSU; 2007. 526 p. In Russian.

Bergman E. Temperature-dependent differences in foraging ability of two percids, Perca fluviatilis and Gymnocephalus cernuus. Journal of Animal Ecology. 1987; 19:45-53. doi: 10.2307/4916.

Il'mast N.V., Savosin D.S., Kuchko Ya.A. Pitanie ryb [Fish nutrition]. Petrozavodsk: PetrGU, 2015. 15 p. In Russian.

Pravdin I.F.Rukovodstvo po izucheniyu ryb [Guide for the study of fish]. Moscow: Pishch. Prom.; 1966. 376 p. In Russian.

Bellas J., Martmez-Armental J., Martmez-Camara A., Besada V., Martmez-Gomez C. Ingestion of microplastics by demersal fish from the Spanish Atlantic and Mediterranean coasts. Marine Pollution Bulletin. 2016;109:55-60.

Tropin N.Yu., Rakhmatullina S.N., Vorobiev E.D., Vorobiev D.S., and Frank Yu.A. Microplastic content in the gastrointestinal tract of some fish species of Lake Kubenskoe (Vologda Oblast). Inland Water Biology. 2024;17(2):336-344.

Ershova A., Frank Y. Separation and purification of microplastics from the environmental samples. Chapter 7. In: Analysis of Microplastics and Nanoplastics; Shi H, Sun C, editors. Elsevier, 2024:in press.

Lusher A.L., Brate I.L.N., Munno K., Hurley R.R., Welden N.A. Is it or isn't it: The importance of visual classification in microplastic characterization. Applied Spectroscopy. 2020;74:1139-1153.

Frank Y., Khusanov A., Yuldashov M., Vorobiev E., Rakhmatullina S., Rednikin A., Tashbaev S., Mamatkarimova S., Ruchkina K., Namozov S., Turaev L., Sobirov J., Yuldashev A., and Vorobiev D. Microplastics in the Syr Darya River tributaries, Uzbekistan. Water. 2023;15:3698.

Stock F., Narayana V.K.B., Scherer C., Loder M.G.J., Brennholt N., Laforsch C., Reifferscheid G. Pitfalls and limitations in microplastic analyses. In: Plastics in the Aquatic Environment - Part I. The Handbook of Environmental Chemistry; Stock F, Reifferscheid G, Brennholt N, Kostianaia E, editors. Springer, Cham. 2022;111:13-42.

Frank Y.A., Vorobiev D.S., Kayler O.A., Vorobiev E.D., Kulinicheva K.S., Trifonov A.A., Soliman Hunter T. Evidence for microplastics contamination of the remote tributary of the Yenisei River, Siberia. The pilot study results. Water. 2021;13:3248.

Frank Y.A., Vorobiev E.D., Vorobiev D.S., Trifonov A.A., Antsiferov D.V., Soliman Hunter T., Wilson S.P., Strezov V. Preliminary screening for microplastic concentrations in the surface water of rivers Ob and Tom in Siberia, Russia. Sustainability. 2021;13(1):80.

Galafassi S., Sighicelli M., Pusceddu A., Bettinetti R., Cau A., Temperini M.E., Gillibert R., Ortolani M., Pietrelli L., Zaupa S., Volta P. Microplastic pollution in perch (Perca fluviatilis, Linnaeus 1758) from Italian south-alpine lakes. Environmental Pollution. 2021b;288:117782.

Roch S., Walter T., Ittner L.D., Friedrich C., Brinker A. A systematic study of the microplastic burden in freshwater fishes of south-western Germany - Are we searching at the right scale? Science of the Total Environment. 2019;689:1001-1011.

Park T.J., Kim M.K., Lee S.H., Lee Y.S., Kim M.J., Song H.Y., Park J.H., Zoh K.D. Occurrence and characteristics of microplastics in fish of the Han River, South Korea: Factors affecting microplastic abundance in fish. Environmental Research. 2022;206:112647. 10.1016/j. envres.2021.112647.

Horton A.A., Jurgens M.D., Lahive E., van Bodegom P.M., and Vijver M.G. The influence of exposure and physiology on microplastic ingestion by the freshwater fish Rutilus rutilus (roach) in the River Thames, UK. Environmental Pollution. 2018;236:188-194.

Su L., Nan B., Hassell K.L., Craig N.J., and Pettigrove V. Microplastics biomonitoring in Australian urban wetlands using a common noxious fish (Gambusia holbrooki). Chemosphere. 2019;228:65-74.

Parker G.A. The evolution of sexual size dimorphism in fish. Journal of Fish Biology. 1992;41:1-20.

Lim K.P., Lim P.E., Yusoff S., Sun C., Ding J., Loh K.H. A meta-analysis of the characterisations of plastic ingested by fish globally. Toxics. 2022;10:186. 10.3390/toxics 10040186.

Naji A., Nuri M., Amiri P., Niyogi S. Small microplastic particles (S-MPPs) in sediments of mangrove ecosystem on the northern coast of the Persian Gulf. Marine Pollution Bulletin. 2019;146:305-311.

Collard F., Gasperi J., Gabrielsen G.W., Tassin B. Plastic particle ingestion by wild freshwater fish: A critical review. Environmental Science and Technology. 2019; 53(22):12974-12988.

Mizraji R., Ahrendt C., Perez-Venegas D., Vargas J., Pulgar J., Aldana M., Patricio Ojeda F., Duarte C., Galban-Malagon C. Is the feeding type related with the content of microplastics in intertidal fish gut? Marine Pollution Bulletin. 2017;116:498-500.