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Freitag, 21.09.2018
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Plastik stimuliert Mikroben

Organische Verbindungen aus Plastikmüll fördern das Wachstum von Bakterien im Meer

Auslaufendes Plastik: Im Meerwasser treibender Plastikmüll gibt organische Substanzen ins Wasser ab, wie Forscher berichten. Bakterien und Algen wachsen auf den Plastikteilchen, nehmen diese Verbindungen auf und gedeihen dadurch prächtig. Mit dem steigenden Plastikverbrauch weltweit könnte dies jedoch Auswirkungen auf den gesamten Nährstoffkreislauf im Meer haben, warnen die Forscher.
Aus dem Plastik entweichende Substanzen stimulieren das Wachstum von Bakterien im Meer.

Aus dem Plastik entweichende Substanzen stimulieren das Wachstum von Bakterien im Meer.

Wir leben im Zeitalter des Plastiks: Die weltweite Produktion von Plastik steigt jedes Jahr kontinuierlich an. Ein Teil davon landet im Meer, wo Schätzungen zufolge bereits 250.000 Millionen Tonnen des Materials auf der Oberfläche treiben. In den Ozeanen beeinflussen die großen und kleinen Plastikteilchen mittlerweile schon die gesamte Nahrungskette: Große Plastiktüten wurden in Walen gefunden, kleinere Teilchen in Seevögeln, selbst tierisches Plankton verwechselt das Mikroplastik mit Algen und frisst den Kunststoff.

Die absolute Grundlage des Nahrungsnetzes bilden jedoch Bakterien, die für die Aufbereitung von Nährstoffen unerlässlich sind. Diese Mikroorganismen besiedeln auch im Wasser schwimmendes Plastik – ein Biofilm entsteht. Der Nährboden aus Kunststoff ist aber mit organischen Zusatzstoffen versetzt, die das Material elastisch und formbar machen. Könnten diese Zusatzstoffe die Aktivität der Bakterien und damit den Nährstoffkreislauf beeinflussen?

Erst einweichen, dann die Bakterien


Um das herauszufinden, haben Cristina Romera-Castillo von der Universität Wien und ihre Kollegen untersucht, wie viel organisches Material sich aus dem Plastikmüll herauslöst und welche Rolle das Sonnenlicht dabei spielt. Dafür weichten die Forscher verschiedene Arten von Plastikfolien und -granulat für mehrere Tage in keimfreiem Meerwasser ein und bestrahlten sie mit künstlichem Sonnenlicht oder beließen sie im Dunkeln. Anschließend versetzten sie das Wasser mit typischen Bakterien aus dem Mittelmeer und analysierten das Wachstum und die Aktivität der Mikroben.


Mikroben gedeihen mit Plastik


Das Ergebnis: Direkt nach dem Wasserkontakt gaben die Plastikteile organisches Material ab, sowohl im Dunkeln als auch unter Lichteinfluss. Die genaue Menge schwankte je nach Plastikart, wobei Verpackungen aus Polypropylen deutlich mehr organische Substanzen ins Wasser abgaben als jene aus Polyethylen. Auf den globalen Maßstab hochgerechnet: Die etwa 10 Millionen Tonnen Plastik, die jährlich aufs Neue im Meer landen, geben rund 23.600 Tonnen an gelösten organischen Verbindungen ins Meer ab.

Fügten die Forscher nun Bakterien hinzu, nahmen diese innerhalb von fünf Tagen etwa 60 Prozent der gelösten organischen Verbindungen aus dem Plastik auf. Die Aktivität der Mikroben wurde stimuliert und sie wuchsen besser. Sonneneinstrahlung reduzierte das Wachstum zwar, macht es jedoch nicht ganz zunichte. "Die UV-Strahlung führt offenbar zu strukturellen Veränderungen der sich aus dem Plastik lösenden organischen Verbindungen, so dass Bakterien diese weniger effizient aufnehmen können", erklärt Seniorautor Gerhard Herndl. Der Effekt könnte also in der Nacht oder in der Tiefsee am stärksten sein.

Plastik verändert Nährstoffkreislauf


Aktuellen Prognosen zufolge wird sich die Verschmutzung durch Plastik in den Meeren in den kommenden zehn Jahren verzehnfachen. Damit wird auch das aus dem Plastik gelöste organische Material drastisch zunehmen und das Bakterienwachstum anregen, so die Forscher . "Das führt dazu, dass sich der natürliche Kohlenstoffkreislauf im Meer verändert, nicht nur jener an der Basis des marinen Nahrungsnetzes", schließt Herndl. (Nature Communications, 2018; doi: 10.1038/s41467-018-03798-5)
(Universität Wien, 18.04.2018 - YBR)
 
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