Mikroorganismen auf Mikroplastik

Organismen können auf Mikroplastik wachsen und sich im Gewässer anreichern. Forschende vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) und dem Leibniz-Institut für Ostseeforschung (IOW) zeigen in einer Studie, dass auch potenziell giftbildende Mikroorganismen wie der Dinoflagellat Pfiesteria piscicida Plastikteilchen besiedeln und dort etwa fünfzig Mal so hohe Konzentrationen erreichen wie im umgebenden Wasser und etwa zwei bis drei Mal so hohe Dichten wie auf vergleichbaren Treibholzpartikeln.

Ein Plastikteilchen von einem Gramm Gewicht kann mehr lebende Organismen beherbergen als eintausend Liter Seewasser, in denen es schwimmt. Bisher ist kaum erforscht, in welchem Ausmaß Mikroorganismen Mikroplastik im Brackwasser besiedeln und welche Arten dabei dominieren. Ein Team aus Gewässerforscherinnen und Gewässerforschern untersuchte die natürliche Besiedlung von Mikroplastik aus Polyethylen (PE) und Polysterol (PS) mit eukaryotischen Mikroorganismen. Eukaryotische Mikroorganismen sind beispielsweise Planktonarten, die – anders als Bakterien und Viren – einen Zellkern besitzen.

Die Forschenden inkubierten wenige Millimeter große PE- und PS-Teilchen für 15 Tage an verschiedenen Stellen in der Ostsee, der Warnow und in einer Kläranlage mit der natürlichen Mikrofauna. Anschließend untersuchten sie mittels Sequenzanalysen die komplexen Lebensgemeinschaften auf dem Mikroplastik. Rund 500 verschiedene Eukaryoten-Arten tummelten sich auf den winzigen Teilchen.

Die Top-20-Liste der Mikroplastik Mikroorganismen wurde von einer potenziell giftigen Planktonart, dem Dinoflagellaten Pfiesteria piscicida angeführt. Er erreichte etwa fünfzig Mal so hohe Dichten wie wie im umgebenden Wasser und etwa zwei bis drei Mal so hohe Dichten wie auf vergleichbaren im Wasser schwimmenden Holzpartikeln. Der Name piscicida bedeutet fischtötend, denn der Erreger kann die Haut von Fischen durch die Bildung von Giftstoffen schädigen. Diese Gifte können bei Massenentwicklung die Gesundheit von Mensch und Tier stark gefährden. Die Forschenden wählten zur Dichteabschätzung der unterschiedlichen Mikroorganismen eine Methode zur Quantifizierung spezifischer ribosomaler RNA. Bei dieser Methode wird nicht die tatsächliche Zellzahl der besiedelnden Organismen erfasst. Sie gilt aber als guter Indikator dafür, in welchem Maß bestimmte Organismen eine mikrobielle Lebensgemeinschaft prägen.

Mikroplastik kann ein bedeutender Lebensraum und ein Transportmittel für Mikroorganismen sein – auch für giftige oder schädigende. Wir konnten in unseren Untersuchungen feststellen, dass Mikroorganismen, beispielsweise potenziell giftige Dinoflagellaten wie Pfiesteria piscicida, sich auf Plastikteilchen anreichern und dort höhere Dichten als auf Treibholzteilchen oder im umgebenden Wasser erreichen," so die Erstautorin der Studie, Maria Therese Kettner vom IGB, die Ergebnisse. Der Leiter der Studie, IGB-Forscher Hans-Peter Grossart, spricht eine weitere Problematik an: Im Gegensatz zu natürlichen Substanzen wie Holz oder Algenkolonien, zerfallen die Mikroplastikpartikel nur extrem langsam und können so die anhaftenden Lebewesen über weite Strecken transportieren. Schwimmendes Plastik könnte damit zur Ausbreitung von verschiedensten Organismen, darunter invasive, parasitäre oder pathogene Arten, beitragen. Allerdings verändern sich die Gemeinschaften auf Mikroplastikpartikeln auch häufig, wenn sie auf Reisen sind und passen sich ihrer neuen Umgebung an, so Meeresmikrobiologe Matthias Labrenz. Daher benötigen diese Aspekte noch weitere Untersuchungen.

Originalpublikation: Marie Therese Kettner; Sonja Oberbeckmann; Matthias Labrenz; Hans-Peter Grossart: The eukaryotic life on microplastics in brackish ecosystems. Frontiers in Microbiology. - 10(2019)art. 538

Das Leibniz-IGB ist das bundesweit größte Forschungszentrum für Binnengewässer. Es verbindet Grundlagen- und Vorsorgeforschung, bildet den wissenschaftlichen Nachwuchs aus und berät Politik und Gesellschaft in Fragen des nachhaltigen Gewässermanagements. Forschungsschwerpunkte sind u.a. die Langzeitentwicklung von Seen, Flüssen und Feuchtgebieten angesichts sich rasch ändernder Umweltbedingungen, die Renaturierung von Ökosystemen, die Biodiversität aquatischer Lebensräume sowie Technologien für eine ressourcenschonende Aquakultur. Die Arbeiten erfolgen in enger Kooperation mit den Universitäten und Forschungsinstitutionen der Region Berlin-Brandenburg und weltweit. Das Leibniz-IGB gehört zum Forschungsverbund Berlin e. V., einem Zusammenschluss von acht natur-, lebens- und umweltwissenschaftlichen Instituten in Berlin. Die vielfach ausgezeichneten Einrichtungen sind Mitglieder der Leibniz-Gemeinschaft.

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