Die Effekte von Mikrokunststoffen auf die Reproduktion und Körperlänge des bodenbewohnenden Fadenwurms Caenorhabditis elegans.
Schöpfer et al. 2020 Frontiers in Environmental Science
Mikrokunststoffe (MP) sind in der Umwelt allgegenwärtig. In aquatischen Systemen haben MP sehr häufig negative Effekte auf die Biologie und Artenvielfalt der Lebewesen. Doch bislang ist wenig bekannt über die Effekte von MP auf und in terrestrischen Ökosystemen. Aufgrund vieler möglicher Eintragspfade von MP in Böden, ist es sehr wahrscheinlich, dass Bodenorganismen MP ausgesetzt sind.
Wir haben mögliche toxikologische Effekte von (i) Weich-Polyethylen (englisch: low-density polyethylene, LDPE) (mittlerer Durchmesser ± Standardabweichung : 57 ± 40 μm) und (ii) eines bioabbaubaren Mischpolymers aus Polylactid (PLA) und Polybutylenadipat-terephthalat (PBAT) (40 ± 31 μm) auf die Reproduktion und Körperlänge des bodenbewohnenden Fadenwurms Caenorhabditis elegans untersucht. Futtersuspensionen ohne (Kontrolle) und mit MP (Behandlungen) in Konzentrationen von 1, 10 und 100 mg MP/L wurden präpariert und die Fadenwürmer wurden diesen Suspensionen bis zum Ende ihrer Reproduktionsphase (ca. 6 Tage) ausgesetzt.
Durch Verwendung von Nilrot-gefärbten PLA/PBAT MP-Partikeln und Fluoreszenzmikroskopie konnten wir zeigen, dass MP von C. elegans in den Magen-Darm-Trakt aufgenommen werden können. Wenn Fadenwürmer MP ausgesetzt waren, sank die Anzahl ihrer Nachkommen (um bis zu 22,9%) verglichen mit den Fadenwürmern in der Kontrollgruppe. Dieser Rückgang war unabhängig von der Kunststoffsorte. Tendenziell war der Rückgang der Nachkommenzahl bei höheren MP- Konzentrationen stärker. Allerdings konnten wir kein allgemeingültiges Muster ableiten. Wir schlussfolgern, dass die Reproduktion von Fadenwürmern, welche in MP-verunreinigten Böden leben, negativ beeinträchtigt werden kann. Da Fadenwürmer zentrale Akteure des Nahrungsnetzes im Boden sind, kann dies negative Auswirkungen auf Schlüsselfunktionen des Bodens haben.
Diese Untersuchungen, deren Ergebnisse jetzt in Frontiers in Environmental Science veröffentlicht wurden, sind Teil des Projektes MiKoBo (Mikrokunststoffe in Komposten und Gärprodukten aus Bioabfallverwertungsanlagen und deren Eintrag in Böden – Erfassen, Bewerten, Vermeiden), welches vom Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg im Rahmen des BWPLUS Baden-Württemberg Programms Lebensgrundlage Umwelt und ihre Sicherung (Referenznummer: BWMK18003) gefördert wird.
Originalarbeit:
Lion Schöpfer, Ralph Menzel, Uwe Schnepf, Liliane Ruess, Sven Marhan, Franz Brümmer, Holger Pagel & Ellen Kandeler (2020): Microplastics Effects on Reproduction and Body Length of the Soil- Dwelling Nematode Caenorhabditis Elegans. Frontiers in Environmental Science. https://doi.org/10.3389/fenvs.2020.00041. https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fenvs.2020.00041/full
Kontakt:
https://www.researchgate.net/profile/Lion_Schoepfer
https://bodenbiologie.uni-hohenheim.de/
Forschungseinheit Biodiversität und Wissenschaftliches Tauchen, Institut für Biomaterialien und biomolekulare Systeme, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 57, D-70569 Stuttgart, Deutschland