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Umwelt+Natur

Krankmachende Pilze auf Mikroplastik im Boden

Pilzsporen
Pilzsporen an einem Riss in einem Mikroplastikpartikel. (Balken = 30 Mikrometer). (Bild: Universität Bayreuth/ Abt. Mykologie)

Mikroplastikpartikel im Boden verschmutzen nicht nur die Umwelt, sie könnten auch zur Gesundheitsgefahr werden. Denn auf ihnen haben Forscher zahlreiche Pilzarten gefunden, darunter viele krankheitserregende Spezies. Offenbar bietet das Mikroplastik ihnen eine neue ökologische Nische und stellt somit eine Quelle für Pilzinfektionen dar, die Menschen, Tiere und Pflanzen betreffen können. Besonders problematisch ist dies angesichts der Tatsache, dass sich die winzigen Plastikpartikel mit dem Wind weit verteilen können und somit Krankheitserreger in neue Gebiete bringen.

Mikroplastik ist weltweit verbreitet. Die winzigen Plastikpartikel wurden bereits in der Tiefsee und auf entlegenen Berggipfeln nachgewiesen, sind allgegenwärtig im Boden und reichern sich auch im menschlichen Körper an. Während direkte gesundheitliche Effekte bisher noch unklar sind, hat sich bereits herausgestellt, dass diese Kunststoffe in der Umwelt von zahlreichen Mikroorganismen besiedelt wird. Den Lebensraum Mikroplastik bezeichnen Forscher daher inzwischen als „Plastisphäre“. Der wissenschaftliche Fokus lag allerdings bislang auf Bakterien, und untersucht wurden vorwiegend Mikroplastikpartikel aus Gewässerproben.

Pilze auf Plastik

Ein Team um Gerasimos Gkoutselis von der Universität Bayreuth hat sich nun mit Pilzen auf Mikroplastik im Boden beschäftigt. „Pilze sind die ideale Organismengruppe zur Untersuchung der mikrobiellen Kunststoffbesiedlung in terrestrischen Systemen, da sie besonders gut an das Leben in der Plastisphäre angepasst sind“, schreiben die Forscher. Um ein möglichst praxisrelevantes Bild zu bekommen, wählten sie für ihre Untersuchung Bodenproben aus Gebieten in unmittelbarer menschlicher Umgebung aus: In der westkenianischen Stadt Siaya entnahmen sie Proben auf einem Marktplatz, zwei Abfalldeponien, am Straßenrand und in einem Innenhof.

Mit Hilfe verschiedener mikroskopischer Methoden sowie anhand einer Analyse des Metagenoms untersuchten Gkoutselis und seine Kollegen, welche Pilze auf den Plastikpartikeln vorkamen. Das Ergebnis: „Wir haben auf den Mikroplastik-Partikeln alle Stadien pilzlicher Biofilmbildung beobachten können. Dabei konnten wir nachweisen, dass die Pilze in der so genannten Plastisphäre nicht nur wachsen, sondern sich auch vermehren. Die Daten, welche wir aus mikroskopischen Untersuchungen und DNA-Analysen gewonnen haben, liefern Grund zur Annahme, dass Mikroplastik im Boden flächendeckend von Pilzen besiedelt ist.“

Krankheitserreger bevorzugt

Der Analyse zufolge unterschieden sich die Pilzgemeinschaften auf den Mikroplastikpartikeln deutlich von denen im umgebenden Boden – und zwar zugunsten bestimmter pathogener Arten. „Einige für den Menschen gefährliche Arten, darunter Schwärzepilze und kryptokokkale Hefepilze, sind auf den Oberflächen der Mikroplastik-Partikel in höheren Konzentrationen vorhanden als im umgebenden Boden“, berichtet Gkoutselis. „Unsere Studie rechtfertigt daher die Feststellung, dass Mikroplastik im Boden eine mögliche Quelle für Pilzinfektionen darstellt.“

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Der Grund dafür, warum ausgerechnet krankheitserregende Pilze verstärkt auf den Mikroplastikpartikeln vorkommen, ist den Forschern zufolge, dass die pathogenen Spezies bestimmte Eigenschaften mitbringen, die es ihnen leicht machen, die eigentlich unwirtliche Plastikoberfläche zu besiedeln: „Sie produzieren invasive Strukturen, bilden Biofilme und setzen Schleim frei“, so die Forscher. Obwohl sie für die aktuelle Studie lediglich Bodenproben aus Kenia analysiert haben, gehen sie aufgrund dieser Eigenschaften davon aus, dass es sich um ein globales Phänomen handelt.

Weltweites Problem

„Angesichts der weltweit zunehmenden Menge an Plastikmüll in terrestrischen Ökosystemen kann diese Wechselbeziehung schwerwiegende Folgen für die weltweite Epidemiologie von Pilzinfektionen haben“, warnen die Forscher. Verschärft werde das Problem dadurch, dass sich die Plastikpartikel leicht verbreiten: „Die langlebigen Substrate können nicht nur als Reservoir für Krankheitserreger dienen, sondern auch durch Wind, Strömungen und Wellen über weite Strecken transportiert werden und schließlich zur Etablierung fremder Mikrobengemeinschaften an neuen Orten führen.“

Pilzinfektionen nehmen weltweit zu und sind vor allem in tropischen Regionen für zahlreiche Todesfälle verantwortlich. „Die vorliegende Studie ist die erste, die den direkten Einfluss der Kunststoffverschmutzung auf die Anreicherung von im Boden befindlichen Krankheitserregern nachweist“, schreiben die Autoren. „Zukünftige Studien sollten sowohl die ökologischen als auch die epidemiologischen Folgen dieser höchstwahrscheinlich globalen Phänomene analysieren, während politische Entscheidungsträger in Betracht ziehen sollten, Plastikmüll als potenzielle Bedrohung für die menschliche Gesundheit einzustufen.“

Quelle: Gerasimos Gkoutselis (Universität Bayreuth, Deutschland) et al., Scientific Reports, doi: 10.1038/s41598-021-92405-7

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