So verschieden der Plastikabfall im Meer ist, so unterschiedlich wirkt er sich auf die Lebewesen aus. Größere Plastikteile können für Meereslebewesen zu einer tödlichen Falle werden – Six-Pack-Ringe, in denen sich Seevögel strangulieren oder alte Fischernetze, in denen sich Meeresschildkröten verheddern und ersticken.
Derzeit wird in Fachkreisen diskutiert, ob der Müll im Meer nicht mehr nur einzelne Individuen tötet, sondern möglicherweise ganze Populationen von Meerestieren gefährdet. Eine aktuelle Studie zeigt, dass schon heute 90 Prozent aller Seevögel Plastikteile verschlucken. Je nach Fressverhalten sind verschiedene Vogelarten unterschiedlich stark gefährdet.
Besonders kritisch scheint die Situation bei den Eissturmvögeln zu sein, die ihr ganzes Leben auf Hoher See verbringen und ihre Nahrung ausschließlich von der Meeresoberfläche picken. Untersuchungen toter Tiere zeigen, dass die Mägen zum Teil komplett mit Plastikteilen gefüllt sind. Viele Individuen dürften schlicht verhungert sein. Damit ist es durchaus denkbar, dass die Eissturmvogel-Populationen durch die Plastikabfälle in den kommenden Jahren tatsächlich dezimiert werden.
Unklar ist bisher, wie sich die Mikroplastik-Partikel auf die Meereslebewesen und letztlich auch auf den Menschen auswirken. Laborexperimente zeigen, dass verschiedene Tierarten wiederum unterschiedlich auf die Partikel reagieren. Setzt man Muscheln hohen Mikropartikel-Konzentrationen aus, gelangen die Partikel aus dem Verdauungstrakt bis in die Zellen und ins Gewebe, wo sie Entzündungsreaktionen auslösen können. Meer-Asseln hingegen verfügen in ihrem Verdauungstrakt offensichtlich über Mechanismen, die verhindern, dass Mikropartikel aus dem Darm in den Körper aufgenommen werden. Völlig ungeklärt ist heute, ob Mikropartikel, die der Mensch mit Meeresfrüchten aufnimmt, eine Gesundheitsgefährdung darstellen.