From mesenteric lymph nodes to the rest of the body: Microplastic translocation and accumulation in subsistence harvested eastern Chukchi Sea beluga whales

In de afgelegen, ijzige wateren van de Arctische Oceaan dient de beluga een levende barometer voor de gezondheid van zijn omgeving. Deze langlevende, intelligente zoogdieren reizen enorme afstanden en eten een grote verscheidenheid aan prooien, waardoor ze uitstekende indicatoren zijn van wat er gebeurt in het voedselweb. Decennialang hebben wetenschappers hen gebruikt om traditionele vervuilers zoals zware metalen en industriële chemicaliën te volgen, die de neiging hebben zich op te hopen in de lichamen van dieren aan de top van de voedselketen. Echter, een nieuwere en meer zichtbare dreiging is opgekomen: microplastics. Dit zijn minuscule fragmenten plastic, variërend van de grootte van een zandkorrel tot een klein kraaltje, die zijn afgebroken van grotere voorwerpen of zo zijn geproduceerd. Ze zijn nu overal te vinden, van de diepste oceaanbeddingen tot de hoogste bergtoppen. Omdat deze deeltjes zo klein zijn, kunnen ze door kleine zeedieren worden gegeten en zo de voedselketen op bewegen, om uiteindelijk grote roofdieren te bereiken. De cruciale vraag voor wetenschappers is niet alleen of deze dieren plastic eten, maar wat er met het plastic gebeurt zodra het in hun lichaam is. Blijft het in de darm, of reist het naar andere organen, met potentieel schadelijke gevolgen gedurende een leven?

Een team van onderzoekers ging op pad om deze vraag te beantwoorden door mannelijke beluga's te bestuderen die door Alaska Natives voor de zelfvoorziening waren gevangen. Deze walvissen, die in de oostelijke Chukchizee leven, boden een zeldzame gelegenheid om interne weefsels van gezonde, vrij levende dieren te onderzoeken. De wetenschappers concentreerden zich op vijf specifieke delen van het lichaam van de walvis: de lever, de nieren, het spierweefsel, de dikke laag vet (blubber) en een set kleine klieren genaamd mesenteriale lymfeklieren. Deze lymfeklieren maken deel uit van het immuunsysteem en liggen nabij de darmen, waarbij ze fungeren als een soort controlepost waar het lichaam stoffen uit het spijsverteringskanaal filtert. De onderzoekers wilden zien of microplastics simpelweg door de darm passeerden of dat ze de bloedbaan kruisten en zich in verschillende weefsels nestelden. Ze wilden ook weten of oudere walvissen meer plastic bevatten dan jongere, wat zou suggereren dat plastic zich in de loop van de tijd ophoopt, en of het type voedsel dat de walvissen aten invloed had op de hoeveelheid plastic die zij bij zich droegen.

Om het plastic te vinden, moest het team de walvisweefsels zorgvuldig afbreken. Ze losten monsters van spier-, lever-, nier- en vetweefsel op in een chemische oplossing die het organische materiaal verwijderde maar het plastic achterliet. Vervolgens filterden ze de vloeistof door een fijn gaas om de minuscule deeltjes op te vangen. Om er zeker van te zijn dat ze niet stof of vezels uit het laboratorium telden, voerden ze strikte controles uit, inclusief lege filters die aan de lucht werden blootgesteld en filters die zonder enig walvisweefsel werden verwerkt. Zodra ze de deeltjes hadden geïsoleerd, telden ze ze en maten ze de grootte en kleur. De meeste deeltjes die ze vonden waren vezels, waarschijnlijk afkomstig van kleding of touwen, en ze kwamen in verschillende kleuren voor, waarbij transparant, zwart en blauw het meest voorkomend waren.

De resultaten toonden een duidelijk patroon in waar het plastic terechtkwam. De mesenteriale lymfeklieren bevatten de hoogste concentratie microplastics, aanzienlijk meer dan het spierweefsel, de nieren of het vetweefsel. Dit suggereert dat deze klieren fungeren als een primaire locatie waar het lichaam de plasticdeeltjes opvangt nadat ze zijn gegeten, mogelijk als onderdeel van een immuunrespons. Hoewel de lymfeklieren de meeste plastic bevatten, bevatten de andere weefsels nog steeds meetbare hoeveelheden. De lever, die verantwoordelijk is voor het filteren van gifstoffen uit het bloed, bevatte meer plastic dan het spierweefsel of de nieren, hoewel het verschil niet statistisch significant was. Het vetweefsel, dat bestaat uit vetrijk weefsel met minder doorbloeding, bevatte de kleinste hoeveelheid plastic. Deze verdeling duidt erop dat het plastic via de bloedbaan naar deze organen reist, in plaats van enkel in de darm te blijven liggen.

Misschien wel de meest significante bevinding had betrekking op de leeftijd van de walvissen. De onderzoekers bestudeerden het spierweefsel van mannelijke walvissen van verschillende leeftijden, waarbij ze de lichaamslengte en huidkleur gebruikten als een benadering voor hun leeftijd. Ze ontdekten dat oudere walvissen hogere concentraties microplastics in hun spieren hadden dan jongere walvissen. Dit geeft aan dat microplastics niet alleen door het lichaam passeren en worden uitgescheiden; ze blijven achter en bouwen zich op gedurende het leven van de walvis. Dit proces, bekend als bioaccumulatie, suggereert dat naarmate een walvis ouder wordt, zijn lichaam een reservoir voor deze deeltjes wordt. De studie vond echter ook dat het type voedsel dat de walvissen aten, niet uitmaakte. Door de chemische samenstelling van het spierweefsel te analyseren, konden de onderzoekers bepalen wat de walvissen aten en waar zij voedsel zochten, maar deze factoren correleerden niet met de hoeveelheid plastic in hun lichaam. Dit impliceert dat de accumulatie eerder wordt gedreven door het verstrijken van de tijd en de fysiologie van de walvis dan door specifieke voedingsgewoonten.

Toen het team probeerde te identificeren wat voor soort plastic ze precies hadden gevonden, bleek die taak moeilijk. Slechts een klein deel van de geïsoleerde deeltjes was groot genoeg of duidelijk genoeg om met zekerheid te worden geïdentificeerd. Onder de deeltjes die zij konden identificeren, was het meest voorkomende type polyethyleentereftalaat, een plastic dat vaak wordt gebruikt in kledingvezels en flessen. Ze vonden ook sporen van polyethyleen, polypropyleen en nylon. Het feit dat ze zo weinig identificeerbaar plastic vonden, komt waarschijnlijk doordat de deeltjes zo klein waren en door het spijsverteringsproces en de omgeving waren veranderd, waardoor ze moeilijk te matchen waren aan bekende plastictypen. Ondanks de moeilijkheid van de identificatie, is de aanwezigheid van deze specifieke plastics opmerkelijk omdat ze vaak geassocieerd worden met textielvezels, een belangrijke bron van microplasticvervuiling in de oceaan.

De studie concludeert dat microplastics niet slechts een oppervlakkig probleem zijn voor de Arctische walvissen; ze dringen diep door in de weefsels van het lichaam en blijven daar aanwezig. De hoge concentratie in de lymfeklieren suggereert dat deze organen een sleutelrol spelen bij het opvangen van de deeltjes, terwijl de opbouw in de spieren van oudere walvissen aantoont dat het lichaam ze niet gemakkelijk kan verwijderen. Hoewel de onderzoekers geen bewijs vonden dat het plastic via het dieet van de walvis in de voedselketen omhoog beweegt, roept het feit dat het zich gedurende een leven ophoopt zorgen op over de gezondheidseffecten op de lange termijn. Als deze deeltjes het immuunsysteem of het metabolisme van de walvis verstoren, kan dit ernstige gevolgen hebben voor de populatie. De bevindingen voegen toe aan een groeiende hoeveelheid bewijs dat microplastics een alomtegenwoordig verontreinigend element in de Arctische wateren zijn, een dat zich stilletjes nestelt in de lichamen van hun meest iconische bewoners.