Meeresmüll bedroht Sauerstoffproduzenten - wissenschaft.de
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Umwelt+Natur

Meeresmüll bedroht Sauerstoffproduzenten

Aus eins mach zwei: Prochlorococcus teilt sich. (Bild: The Chisholm Lab)

Überall dümpelt Plastik – neben den bekannten Risiken des Meeresmülls für die marinen Ökosysteme zeichnet sich nun ein weiterer Aspekt der Bedrohung ab: Substanzen, die sich aus den Kunststoffen lösen, schädigen Photosynthese betreibende Bakterien, geht aus Laboruntersuchungen hervor. Es handelt sich dabei um Winzlinge mit riesiger Bedeutung: Die Prochlorococcus-Bakterien bilden eine Grundlage der marinen Nahrungsketten, fixieren Kohlenstoff und produzieren etwa zehn Prozent des Sauerstoffs, den wir atmen. Ökologische „Global Player“ könnten somit bedroht sein, sagen die Forscher.

Die hässliche Signatur der menschlichen Zivilisation lässt sich bereits überall bewundern: Der Müll hat die entlegensten Meeresbereiche unseres Planeten erreicht, zeigen Studien. Plastikstoffe gelten dabei als besonders problematisch. Neben den größeren Stücken wimmelt es dabei auch von winzigen Teilchen – dem sogenannten Mikroplastik, in das die Kunststoffe mit der Zeit zerfallen. Und es wird immer schlimmer: Jedes Jahr landen weitere Millionen Tonnen von Abfällen in den Meeren und bedrohen die Ökosysteme. Wenn es so weiter geht, wird Schätzungen zufolge im Jahr 2050 die Masse des marinen Plastikmülls die der Fische in den Ozeanen übertreffen.

Wie zahlreiche Studien bereits belegen, können Plastikteile Meerestiere schädigen – wenn Vogel, Fisch und Co sie verschlucken, drohen üble Folgen. Zudem gibt es Hinweise, dass die Schadwirkungen weit über diesen vordergründigen Aspekt hinausgehen: „Plastik kann eine Vielzahl von chemischen Substanzen ins Wasser abgeben, die Meereslebewesen stören können. Die Bedrohung, die dies darstellt, hat bisher allerdings vergleichsweise wenig Beachtung gefunden“, sagt Lisa Moore von der Macquarie University in Sydney. Sie und ihre Kollegen haben sich diesem Thema deshalb nun gewidmet.

Wichtige Winzlinge im Fokus

Die Wissenschaftler haben sich dabei mit Wesen beschäftigt, die kaum jemand kennt, die aber zu den wichtigsten Lebensformen auf unserem Planeten gehören: Die Prochlorococcus-Cyanobakterien sind die häufigsten photosynthetischen Organismen der Erde. Die grünen Mikroben gewinnen ihre Energie aus dem Sonnenlicht und verwandeln dabei Kohlendioxid in Kohlenhydrate und geben Sauerstoff ab. „Jede zehnte Portion Sauerstoff, die wir einatmen, geht auf diese Winzlinge zurück“, sagt Moore. Vor dem Hintergrund dieser Bedeutung wirkt es fast erstaunlich, dass diese Organismen nicht besser erforscht sind. „Es ist fast nichts darüber bekannt, wie sie auf Schadstoffe des Menschen reagieren“, betont die Wissenschaftlerin.

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Im Rahmen der Studie haben Moore und ihre Kollegen nun zwei Prochlorococcus-Stämme untersucht, die aus verschiedenen Meerestiefen stammen. Im Labor setzten sie diese Mikroben Substanzmischungen aus, die sich aus den gängigen Kunststoffarten Polyethylen und PVC lösen lassen. Wie sie erklären, handelt es sich dabei um komplexe Cocktails aus organischen Substanzen, deren einzelne Identitäten noch geklärt werden müssen.

Was aus dem Plastik sickert, schadet

Es zeigte sich: Der Kontakt mit den Lösungen beeinträchtigte das Wachstum und die Leistungen der Mikroben erheblich. Auch die Sauerstoffproduktion ging deutlich zurück. Untersuchungen dokumentierten zudem, dass die Aktivität vieler Gene der Prochlorococcus-Bakterien durch die Wirkung der Substanzen verändert wurde. „Unsere Daten zeigen damit grundlegend, dass Plastikverschmutzung weitreichende Auswirkungen auf das Ökosystem haben kann, die über die bekannten Effekte hinausgehen“, resümiert Co-Autor Sasha Tetu.

Wie die Wissenschaftler betonen, sind nun weitere Untersuchungen geplant, um die Bedeutung der bisherigen Labor-Ergebnisse im natürlichen Umfeld auszuloten. „Wir wollen nun herausfinden, ob Plastikverschmutzung die gleichen Auswirkungen auf diese Mikroben im Ozean hat“, sagt Tetu. In diesem Zusammenhang betont er abschließend: „Um die Auswirkungen der Plastikverschmutzung in der Meeresumwelt sinnvoll zu erfassen, müssen wir die Effekte auf wichtige Organismen berücksichtigen, einschließlich der photosynthetischen Mikroben“, so der Wissenschaftler.

Macquarie University, Communications Biology, doi: 10.1038/s42003-019-0410-x

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