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Plastikmüll nimmt Wasserflöhen die Rüstung

Je nachdem, ob sie Feinde im Wasser „wittern“, bilden Wasserflöhe der Art Daphnia longicephalakeine (links) oder deutliche Verteidigungsstrukturen aus (rechts). Die „Kopfhaube“ erinnert an einen Helm und reduziert das Risiko, gefressen zu werden (Bild: Christian Laforsch)

Sie sind winzig – aber wichtig: Den Wasserflöhen macht Plastik im Wasser auf eine indirekte Weise zu schaffen, berichten Forscher. Die Kunststoffe absorbieren offenbar Botenstoffe, die eine Entwicklung von Verteidigungsstrukturen bei diesen ökologisch wichtigen Süßwasser-Krebschen auslösen. Fehlen den Wasserflöhen „Helm“ und „Stachel“ können sie leichter von Feinden gefressen werden, was zu Beeinträchtigungen der Nahrungsnetze von Süßwasser-Ökosystemen führen kann, sagen die Forscher.

Abfälle aller Art – mittlerweile kann man überall auf der Welt die Signatur der menschlichen Zivilisation bewundern. Die schwer abbaubaren Plastikstoffe in den Meeren aber auch in den Binnengewässern gelten dabei als besonders problematisch: Wenn Wassertiere Plastikteile aufnehmen, können sie daran zugrunde gehen, zeigen Studien. Es zeichnet sich in den letzten Jahren zudem immer mehr ab, dass die schädlichen Wirkungen vielschichtig sein können. Das Problem hat eine Dimension, die sich bisher nur erahnen lässt, warnen Naturschützer.

Im Fall der im Süßwasser lebenden Krebschen der Gattung Daphnia ist bereits bekannt, dass es für die Winzlinge problematisch sein kann, wenn sie zu Mikroplastik zerfallene Kunststoffe verschlucken. Die Forscher um Christian Laforsch von der Universität Bayreuth zeigen nun hingegen einen weiteren problematischen Aspekt von Plastik auf: „Forschungsarbeiten zu den möglichen Effekten in der Umwelt haben sich bisher auf direkte Auswirkungen fokussiert. Wir haben hingegen an einem Fallbeispiel nachgewiesen, welche potenziellen Risiken die bloße Anwesenheit von Plastikmüll in Ökosystemen haben kann“, sagt Laforsch.

Helm und Stachel im Visier

Wie er und seine Kollegen erklären, ist von den Wasserflöhen bekannt, dass sie sich vor Fressfeinden durch vergrößerte körpereigene Strukturen schützen: So entwickelt etwa die Art Daphnia longicephala eine Art Helmstruktur und einen langen Stachel. Dadurch sind sie vor Angriffen ihrer Fressfeinde, wie etwa Wasserwanzen, geschützt. Da die Rüstungsstrukturen für die Wasserflöhe allerdings eine teure Investition von Ressourcen darstellen, bilden sie diese nicht standardmäßig aus, sondern nur, wenn nötig. Die Anwesenheit von Fressfeinden erkennen sie in diesem Zusammenhang anhand von Botenstoffen, die ihre Feinde ins Wasser abgeben: Sogenannte Kairomone bewirken, dass sich Helm und Stachel bei den Daphnien ausbilden.

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Das Forscherteam hat nun untersucht, ob Plastikteilchen in der Umwelt der Wasserflöhe
die Entwicklung dieses körpereigene Verteidigungssystem beeinflussen. Für die Tests haben sie zwei Kunststoffsorten ausgewählt, die besonders häufig in Gewässern vorkommen – sie stammen etwa von Einkaufstüten. Im Rahmen dieser Studie stand allerdings nicht die Wirkung der Kunststoffe in Form von Mikroplastik im Fokus. Bei den Teststücken handelte sich um Objekte im Zentimeterbereich.

Gestörtes Informationssystem

Es zeigte sich: In den Versuchsansätzen, in denen Plastikpartikel im Wasser waren, bildeten die Wasserflöhe bei Anwesenheit ihrer Feinde die Verteidigungsstrukturen deutlich schwächer aus. Als Ursache sehen die Wissenschaftler den Absobtionseffekt des Plastiks: „Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich die Kairomone zu einem erheblichen Teil an der Oberfläche der Plastikpartikel anlagern. Dadurch können sie im Wasser nicht mehr detektiert werden, sodass den Wasserflöhen fälschlicherweise eine geringere Gefahr signalisiert wird“, erklärt Co-Autor Benjamin Trotter. In der Folge entwickeln sie dann keine ausreichenden Abwehrstrukturen mehr und fallen daher ihren Fressfeinden häufiger zum Opfer.

Den Forschern zufolge ist der Effekt nicht etwa nur für die Wasserflöhe problematisch – es könnte zu weitreichenderen Folgen kommen: „Daphnien haben eine entscheidende Bedeutung für das natürliche Nahrungsnetz in stehenden Gewässern“, sagt Co-Autorin Anja Ramsperger. Eine derartige Fehlanpassung, könnte deshalb die entsprechenden Ökosysteme erheblich stören, so die Forscherin.

Letztlich zeichnet sich somit erneut ab, wie komplex die Effekte sein können, die durch den Menschen verursachte Veränderungen in der Natur entstehen.

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