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Wie wirkt Mikroplastik auf Bodenorganismen?

Regenwurm
Regenwürmer nehmen mit dem Boden auch Mikroplastik auf. (Bild: Christan Dahlhaus/ iStock)

Mikroplastik schwimmt nicht nur in Flüssen, Seen und Ozeanen – längst sind auch die Böden mit Resten von Plastikabfällen kontaminiert. Welche Folgen dies für Bodenorganismen wie Regenwürmer, Milben oder Wühlmäuse hat, haben nun Forscher in einer Überblicksstudie untersucht. Das Ergebnis: Bei vielen Bodenbewohner scheint das Mikroplastik die Fortpflanzung und den Stoffwechsel zu beeinträchtigen. Angesichts der Bedeutung von Regenwurm und Co für die Bodengesundheit ist dies durchaus beunruhigend.

Wenn es um die Auswirkungen von Plastik und Mikroplastik auf die Umwelt geht, liegt der Fokus meist auf den Ozeanen. Bilder von Meerestieren mit Resten von Fischernetzen, Plastiktüten oder anderem Abfall im Bauch oder am Körper sind inzwischen fast allgegenwärtig. Doch die Meere und Gewässer sind nicht die einzigen Lebensräume, in denen sich die Kunststoff-Vermüllung bemerkbar macht. Schon länger zeigen Studien, dass vor allem Mikroplastik inzwischen auch fast überall in den Böden vorkommt. Der Kunststoff gelangt unter anderem über in der Landwirtschaft verwendete Abdeckfolien oder über ungenügend gereinigten organischen Dünger in den Boden. Auch über Luft und Wasser werden viele Plastikpartikel eingetragen.

Auswirkungen auf Regenwurm, Milbe und Co untersucht

Doch welche Folgen hat das für die Bewohner des Bodens? Immerhin sind Organismen wie Regenwürmer, Käfer, Spinnen, Milben, Rädertierchen und Fadenwürmer für die Fruchtbarkeit und Gesundheit der Böden essenziell. Erst sie sorgen dafür, dass neuer Humus entsteht, Böden durchlüftet und mit organischen Nährstoffen versorgt werden. Das wiederum ermöglicht das Wachstum von Pflanzen und bildet damit die Grundlage für die Vegetation und die Nahrungsketten an Land. Letztlich ist der Zustand der Böden damit sogar entscheidend für das gesamte Erdsystem.

Aus diesem Grund haben nun Wissenschaftler der Technischen Universität Berlin um Martin Kaupenjohann im Rahme des BMBF-Projekts ENSURE die bisher weltweit zum Thema Mikroplastik und Bodenorganismen erschienenen Studien ausgewertet und so den Stand des Wissens zum Einfluss der Kunststoffpartikel auf das Bodenleben ermittelt. Die Forscher konzentrierten sich dabei auf vier Kategorien: Erstens: Verteilen die Organismen das Mikroplastik im Boden, ohne es aufzunehmen? Zweitens: Fressen die Organismen das Mikroplastik? Drittens: Wird es im Organismus angereichert? Und viertens: Gibt es negative Effekte auf den Metabolismus, also den Stoffwechsel der Organismen?

Störungen in Stoffwechsel, Wachstum und Fortpflanzung

Das Ergebnis: „Die Frage, ob das Mikroplastik von den Bodenlebewesen im Boden verteilt wird, können wir eindeutig mit Ja beantworten“, berichtet TU-Bodenkundler Frederick Büks. „Ebenso die Frage, ob die Organismen das Mikroplastik fressen.“ Ob sich das Mikroplastik anschließend auch im Organismus anreichert, hängt von der Größe der Partikel und auch vom jeweiligen Organismus ab, wie die Auswertung ergab. „Bei Regenwürmern zum Beispiel bleiben Partikel, die größer sind als 50 Mikrometer im Magen und Darm. Kleinere Partikel werden ausgeschieden. Der Wattwurm dagegen reichert vor allem eher Teilchen im Körper an, die kleiner sind als 30 Mikrometer. 0,5 Millimeter große und größere nimmt er gar nicht erst auf“, erläutert Büks.

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Doch die Studien deuten darauf hin, dass gerade die kleineren Mikroplastikteilchen bis zu 100 Mikrometer Größe für die Tiere schädlich sein könnten. Sie scheinen mit Störungen im Stoffwechsel, Wachstum oder Fortpflanzung bei verschiedenen Organismen in Verbindung zu stehen. „Die Auswertung der Studien zeigte, dass sich die Aufnahme von Mikroplastik auf den Stoffwechsel, die Fortpflanzung und das Wachstum diverser Bodenorganismen negativ auswirkt“, berichtet Büks. „Studien, die die Folgen von Mikroplastik auf die Reproduktion untersuchten, kommen zu dem Schluss, dass sich die Fruchtbarkeit verringert. Regenwürmer, Fadenwürmer, Rädertierchen und Springschwänze haben weniger und kleinere Nachkommen. Ebenso sind Störungen im Stoffwechsel, festzustellen, die einhergehen mit entzündlichen Veränderungen und oxidativem Stress.“

Folgen für die Böden noch unklar

Was aber bedeutet dies konkret für die bodenlebenden Organismen? „Wie alarmierend diese Befunde über Wachstums-, Fortpflanzungs- und Stoffwechselstörungen bei den Bodenlebewesen sind und was sie für die Gesundheit des Bodens bedeuten, lässt sich derzeit jedoch noch nicht beantworten“, sagt Büks. Denn bisher stammen die meisten Daten aus Laborversuchen, bei denen Bodenorganismen in verschieden stark kontaminierten Böden gehalten und gezüchtet wurden. Doch solche Experimente lassen sich immer nur in Teilen auf die Situation im Freiland übertragen, wie die Forscher betonen. So ist beispielsweise bisher für viele Böden und Regionen kaum bekannt, wie viel Mikroplastik sich tatsächlich im Boden befindet und diese Werte den im Laborversuch getesteten Konzentrationen entsprechen.

„Was wir aber zweifelsfrei sagen können, ist, dass die Konzentrationen an Mikroplastik, mit denen die Laborversuche durchgeführt wurden, Wachstum, Fortpflanzung und den Stoffwechsel einiger im Boden sehr wichtigen Organismengruppen wie Regen- und Fadenwürmer schädigen“, erklärt Büks. Und angesichts der Tatsache, dass die Ernährung und Verdauung des Regenwurms entscheidend die Fruchtbarkeit des Bodens bestimmt, halten Büks und seine Kollegen es für durchaus wahrscheinlich, dass eine Beeinträchtigung der Regenwürmer auch dem Boden schadet. „Und das ist im Prinzip auf andere Bodenorganismen wie Rädertierchen und Springschwänze übertragbar“, sagt Büks. In jedem Fall sei der Forschungsbedarf hinsichtlich der Auswirkungen des Mikroplastiks auf den Boden und seine Bewohner enorm.

Quelle: Technische Universität Berlin; BMBF-Projekt „Entwicklung Neuer Kunststoffe für eine Saubere Umwelt unter Bestimmung Relevanter Eintragspfade“ (ENSURE)

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