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Erde|Umwelt

Bakterien in Seen ernähren sich von Plastikmüll

See
Dieser See in Norwegen ist einer der untersuchten Seen. © Samuel Woodman

Europäische Seen sind Hotspots der Mikroplastikverschmutzung. Wie sich das auf die Bakterien in den Seen auswirkt, haben Forscher nun untersucht. Demnach sind verschiedene Bakterien in der Lage, die Kohlenstoffverbindungen aus Plastiktüten und Co. abzubauen und für ihr Wachstum zu nutzen – sogar lieber als natürliche Kohlenstoffverbindungen. Die Entdeckung könnte womöglich dabei helfen, die Belastung von Gewässern mit Mikroplastik einzudämmen, indem gezielt Plastik abbauende Bakterien dort angesiedelt werden. Andererseits beeinflusst das vom Plastik angeregte massive Bakterienwachstum das gesamte Nahrungsnetz des Sees – mit potenziell gravierenden Folgen für das Ökosystem.

Gelangen Plastikabfälle wie Einkaufstüten und Verpackungsmaterialien in die Umwelt, sammeln sie sich oft in Gewässern wie Seen. Je nach Material und Umweltbedingungen dauert es Jahrhunderte, bis sich der Kunststoff weitgehend zersetzt hat. Während des Abbauprozesses werden verschiedene Chemikalien freigesetzt. Neben verschiedenen Giftstoffen zählen dazu auch einfache Kohlenstoffverbindungen. Diese stammen unter anderem aus Klebstoffen und Weichmachern, die den Plastikprodukten zugesetzt sind.

Proben aus 29 skandinavischen Seen

Ein Team um Eleanor Sheridan von der University of Cambridge in Großbritannien hat nun untersucht, welchen Einfluss die Plastikverschmutzung auf das Wachstum von Bakterien in Seen hat. Dazu entnahmen die Forscher Proben aus 29 Seen in Skandinavien, die sich in Bezug auf Breitengrad, Tiefe, Fläche, Temperatur und Menge der gelösten organischen Materialien unterschieden. Um eine kontrollierte Plastikverschmutzung einzubringen, zerschnitten die Forscher Plastiktüten von vier großen englischen Supermarktketten und ließen diese eine Woche lang in einer Flasche mit destilliertem Wasser unter UV-Licht liegen, das die natürliche Sonnenstrahlung nachahmte.

Eine kleine Menge dieses Plastikwassers gaben Sheridan und ihr Team zu den Proben mit Seewasser. Als Vergleich behielten sie aus jedem See auch Proben mit unbehandeltem Wasser zurück. Nach 72 Stunden, während denen die Proben dunkel gelagert wurden, untersuchten die Forscher die bakterielle Aktivität. Dazu maßen sie zum einen anhand der Massenzunahme, wie stark sich die Bakterien vermehrt hatten. Zum anderen erhoben sie anhand der beim Wachstum freigesetzten Kohlendioxidmenge die Effizienz des Bakterienwachstums.

Appetitanreger für Bakterien

Das Ergebnis: „Das Kunststoffwasser erhöhte die Bakterienbiomasse um das 2,29-fache, wenn es in einer umweltrelevanten Konzentration den Proben aus dem Oberflächenwasser der Seen zugesetzt wurde“, berichten die Forscher. Die Analysen zeigten, dass verschiedene Arten von Bakterien, die natürlicherweise in den Seen vorkommen, die Kohlenstoffverbindungen aus Plastik sogar bevorzugt nutzen. „Es ist fast so, als ob die Plastikverschmutzung den Appetit der Bakterien anregt“, sagt Sheridans Kollege Andrew Tanentzap. „Die Bakterien nutzen zuerst das Plastik als Nahrung, weil es für sie leicht abbaubar ist, und sind dann eher in der Lage, die schwierigere Nahrung – die natürliche organische Substanz im See – abzubauen.“

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Besonders effektiv war der Abbau der Plastik-Kohlenstoffverbindungen, wenn die Gewässerprobe aus einem See mit vielen verschiedenen Bakterienarten stammte und wenige natürliche Kohlenstoffverbindungen aus organischem Material wie Blättern und Ästen enthielt. Aus Sicht der Autoren könnten diese Erkenntnisse womöglich dazu beitragen, besonders mit Plastik belastete Seen gezielt mit bestimmten Bakterien anzureichern, um den Abbau der Kunststoffe zu erleichtern. Inwieweit allerdings das Plastik tatsächlich abgebaut werden könnte, haben sie in der Studie nicht untersucht. Bevor sie das Plastikwasser zu den Proben gaben, filterten sie alle größeren Tütenbestandteile heraus, sodass nur gelöste Verbindungen im Wasser blieben.

Einfluss auf das Nahrungsnetz

Das durch die Plastikverschmutzung geförderte Bakterienwachstum könnte allerdings gravierende Auswirkungen auf das Ökosystem See haben: „Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Plastikverschmutzung das gesamte Nahrungsnetz in Seen stimuliert, denn mehr Bakterien bedeuten mehr Nahrung für größere Organismen wie Enten und Fische“, so Tanentzap. Sheridan ergänzt: „Unsere Studie zeigt, dass Tragetaschen, die in Seen und Flüsse gelangen, dramatische und unerwartete Auswirkungen auf das gesamte Ökosystem haben können. Wir hoffen, dass unsere Ergebnisse die Menschen dazu ermutigen, noch vorsichtiger mit der Entsorgung von Plastikmüll umzugehen.“

Quelle: Eleanor Sheridan (University of Cambridge, UK) et al., Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-022-31691-9

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