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Umwelt+Natur

Mikroplastik stört Sedimentbewohner

Mikroplastik
Auch in den Sedimenten von Süßgewässern finden sich längst solche winzigen Plastikteilchen. (Bild: pcess609/ istock)

Mikroplastik ist überall: Es schwimmt in den Meeren, fliegt durch die Luft und reichert sich in Böden an. Auch in den Sedimenten von Süßgewässern sind die winzigen Plastikpartikel inzwischen zu finden. Doch welche Folgen hat das? Eine Studie legt nun nahe, dass sich die Verschmutzung der Sedimente negativ auf die Lebensgemeinschaft kleiner wirbelloser Tiere wie Gürtelwürmern und Wasserschnecken auswirkt. Ihre Zahl geht bei hohen Plastikkonzentrationen demnach deutlich zurück – mit möglicherweise drastischen Folgen für das Ökosystem.

Die Anreicherung von Mikroplastik in Böden und Gewässern ist längst ein weltweites Umweltproblem: Nicht nur in den Weltmeeren schwimmen jede Menge dieser winzigen Kunststoffpartikel – auch Flüsse, Seen und andere Süßgewässer sind kontaminiert. Das Plastik lässt sich dabei sowohl im Wasser als auch in den Sedimenten nachweisen. Welche Folgen diese Verschmutzung für die dort lebenden Tiere hat, ist bisher weitgehend unbekannt. Zwar legen Laborexperimente nahe, dass die Aufnahme von Mikroplastik zumindest manchen Sedimentbewohnern schaden kann. Wie sich die langfristige Belastung jedoch in der Realität auf unterschiedliche Spezies und das gesamte Ökosystem auswirkt, lässt sich kaum abschätzen.

Um diese Wissenslücke zu füllen, haben Paula Redondo-Hasselerharm von der Universität Wageningen und ihre Kollegen nun ein Langzeit-Experiment durchgeführt. Dafür vermischten sie natürliches Sediment mit Mikroplastik- oder noch kleineren Nanoplastikpartikeln. Die Plastikkonzentration lag dabei bei 0,005, 0,05, 0,5 und 5 Prozent pro Sediment Trockengewicht. Zum Vergleich: Im Rhein wurden in den Ufersedimenten schon einmal Konzentrationen von bis zu 0,1 Prozent Plastik nachgewiesen. Behälter mit diesen Mischungen sowie Kontrollbehälter ohne Plastik setzten die Wissenschaftler in das Sediment eines Wassergrabens, in dem eine für viele stehende Gewässer wie Kanäle, Teiche und Seen typische Gemeinschaft von Bodenorganismen lebte. Nach drei und 15 Monaten überprüften sie dann, welche und wie viele Organsimen sich in den Proben tummelten.

Entnahme der Probenbehälter (Bild: Bart Koelmans)

Weniger Würmer

Die Auswertungen ergaben: Wie erwartet stieg die Zahl der Organismen in den Behältern im Laufe der Zeit an – sie wurden also von den Sedimentbewohnern besiedelt. Abhängig von der Plastikkontamination zeigten sich dabei allerdings deutliche Unterschiede. So hatte die Plastikkonzentration einen negativen Effekt auf die Gesamtzahl der im Sediment vorkommenden Makroinvertebraten. Sowohl in den mit Mikro- als auch in den mit Nanoplastik angereicherten Proben zählten die Forscher nach 15 Monaten bei der höchsten Kunststoffkonzentration deutlich weniger dieser wirbellosen Tiere als in den geringer belasteten Sedimenten.

Verantwortlich für diesen Effekt schien vor allem eine Tierklasse zu sein: Gürtelwürmer (Clitellata), die in den Proben hauptsächlich durch die Naididae-Würmer repräsentiert waren. Zu diesen gehören auch die als Fischfutter bekannten Tubifex-Würmer. Wie die Forscher feststellten, ging die Zahl dieser Würmer bei der höchsten Plastikkonzentration deutlich zurück. So wuchs sie bei fünf Prozent Mikroplastik-Belastung innerhalb eines Jahres zum Beispiel nur um den Faktor 30 an, im Kontrollbehälter dagegen um den Faktor 70. Auch bei anderen Tiergruppen wie verschiedenen Wasserschnecken zeigten sich zwar kleinere, aber immer noch signifikante Effekte dieser Art. „Ihre Zahl lag jedoch unter 40 Individuen pro Behälter, was die Schlussfolgerung weniger deutlich macht als bei den Naididae“, erklären Redondo-Hasselerharm und ihre Kollegen. Wie sie betonen, lag die höchste Plastikkonzentration in ihren Proben über den bisher in der Umwelt gemessenen Werten. Doch weil die Verschmutzung in Zukunft weiter zunehmen werde, seien die Ergebnisse durchaus relevant.

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Mehr Forschung nötig

Klar ist aber auch: Es ist weitere Forschung nötig, um den negativen Einfluss der Plastikverschmutzung auf die in den Sedimenten wohnende Lebensgemeinschaft zu bestätigen und die zugrundeliegenden Mechanismen aufzudecken. Doch was würde es bedeuten, wenn die Bodenorganismen in den Sedimenten unserer Flüsse, Seen und Co tatsächlich durch die winzigen Plastikpartikel beeinträchtigt werden? Die Forscher warnen vor potenziell weitreichenden Folgen. So spielen Sedimentbewohner wie die Schlammröhrenwürmer eine wichtige Rolle für das Ökosystem: Sie graben den Boden um, zersetzen organisches Material, helfen beim Sauerstofftransport und befördern Nährstoffe ins Wasser. „Zudem stellen Würmer eine leichte und nahrhafte Beute für Fische und andere bodenbewohnende Wirbellose im System dar“, schließt das Team.

Quelle: Paula Redondo-Hasselerharm (Universität Wageningen) et al., Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.aay4054

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