数以万亿计的塑料碎片漂浮在海上，为微生物定植创造了“完美风暴”。塑料基质在50多年前被引入，是世界海洋中一种新的微生物栖息地。这个“塑球”由一个复杂的群落组成，包括细菌、古微生物、真核微生物和微观动物。

 

这些非自然添加到海洋表面水域以及塑料碎片携带的大量细胞和生物量有可能影响海洋内的生物多样性、生态功能和生物地球化学循环。海洋环境中生物膜的形成是一个复杂的过程，涉及许多变量。生物膜是一种或多种微生物的集合体，可以在许多不同的表面生长。

 

虽然一些研究已经调查了微生物多样性并量化了这些生物膜栖息地的特定成员，杏耀资金但一项新的研究是第一次在原位条件下全面量化细胞总存量。这项研究与其他研究有根本的不同，因为它采用了相对无偏见的可视化方法来获得生物量的数量，这是同类研究中第一个估计。

 

佛罗里达大西洋大学的港口分支海洋学院任职人员和哈里特·l·威尔克斯荣誉学院,与乌得勒支大学合作,荷兰,阿姆斯特丹大学和荷兰皇家海洋研究所(NIOZ),检查细胞丰度、大小、细胞碳质量,以及光合细胞不同聚合物和玻璃基板。他们研究了由聚苯乙烯等塑料产生的纳米颗粒，以及这可能如何破坏微藻。众所周知，塑料在阳光和紫外线辐射下会分解成纳米颗粒。

 

研究结果,发表在《ISME日报》每月出版的国际微生物生态学社会显示,通过测量不同塑料聚合物的平均微生物生物量承载能力,推而广之,塑料海洋在全球碎片,保守的估计,约1%的海洋微生物细胞表面微层居住在全球塑料碎片。如果没有塑料碎片在海洋中，那么这些细胞就不会存在，因此，这代表了该栖息地中原生植物的比例被破坏。

 

“在公海中，营养有限。就像我们需要给花园肥料,微生物在海洋中受限于氮、铁或磷取决于他们在哪里,除了大海,通常没有肥料,所以一些死另一个有机体,”特蕾西说话吞吐博士说,作者和生物学助理教授/ bio-geochemistry能力的港口分支和威尔克斯荣誉学院。“由于海洋表面集中了营养物质，在海洋塑料上定居的生物体正在吸收那些通常会被自由生存的微生物消耗掉或在竞争中击败的有限营养物质。”所以从本质上说，塑料上的这些微生物正在夺走它们的栖息地空间，这代表着这些栖息地格局转变的开始。”

 

利用先进的成像软件，研究人员直接获得了从细胞计数、大小和微生物形态类型表征到完成三维构建的数据。他们测试了一系列化学性质不同的衬底，包括聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯和玻璃。聚丙烯被用于汽车工业、消费品如包装、工业应用和家具市场;聚苯乙烯被用于清洁产品， 杏耀主管团队 ，如食品包装或实验室设备;聚乙烯是世界上使用最广泛的塑料，范围从清洁食品包装袋到购物袋再到洗涤剂瓶。

 

来自共聚焦激光扫描显微镜的数据显示，杏耀平台早期生物膜显示硅藻(细胞壁由玻璃构成的单细胞真核微藻)的比例很高。这些硅藻可能在塑料碎片下沉过程中发挥关键作用。出人意料的是，与玻璃相比，八周后塑料基质似乎降低了光合细胞的生长。

 

“塑料海洋碎片上的细胞数量和微生物生物量的量化对于理解塑料海洋碎片对海洋生态系统的影响是至关重要的，”第一作者、FAU港口分部的博士后赵士业博士说。“未来的努力应该集中在生物量如何随季节和纬度波动，以及它扰乱海洋上层营养物通量的潜力上。”