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In einem Testbecken stellten Forscher fest: Mikroplastik kann die Würmer im Gewässerboden beeinträchtigen. Foto: Bart Koelmans
© Bart Koelmans

Weniger Ringelwürmer in Gewässerböden Mikroplastik verdrängt wichtige Würmer aus Seen und Flüssen

Winzige Plastikteilchen sind längst weit verteilt. Aber schaden sie der Natur? Jetzt decken Forscher Auswirkungen auf wichtige Arten am Grund von Gewässern auf.

Wenn sich im Schlamm am Grund von Gewässern winzige Kunststoff-Teilchen anreichern, dann reduziert sich binnen 15 Monaten die Zahl bestimmter Arten von Ringelwürmern im Untergrund. Zu diesem Ergebnis kommt ein Forschungsteam um Bart Koelmans von der Universität Wageningen in den Niederlanden.

Die Untersuchung ergab aber auch, dass die Zahl der Individuen einiger anderer Arten in Folge des Mikroplastik-Eintrags zunahm, berichten die Forscher in der Zeitschrift „Science Advances“. Da die Ringelwürmer in der Natur eine sehr wichtige Rolle spielen, können solche Änderungen eine enorme Bedeutung haben.

Bart Koelmans und seine Kollegen schließen mit ihrer Forschung eine wichtige Lücke: So zeigen inzwischen eine Reihe von Studien, dass sich Kunststoffe in der Umwelt anreichern. „Es fehlten aber Untersuchungen, wie diese oft winzig kleinen Plastik-Teilchen das Ökosystem langfristig beeinflussen“, sagt Martin Löder, der an der Universität Bayreuth die „Plastic Group“ am Lehrstuhl von Christian Laforsch leitet und dort auch das Verhalten von Kunststoffen in der Umwelt untersucht.

Ringelwürmer meiden Mikro-Plastik-verseuchten Boden

Koelmans Team nahm zunächst sauberes Sediment vom Grund eines Kanals, das sie bei minus zwanzig Grad einfroren, um darin lebende Organismen abzutöten. Dazu mischten die Forscher in verschiedenen Konzentrationen entweder Nano-Plastik-Teilchen, die im Durchschnitt einen Durchmesser von etwa einem Zehntausendstel Millimeter hatten, oder Mikro-Plastik mit einem Durchmesser zwischen einem Fünfzigstel und einem halben Millimeter. Insgesamt 80 solcher Mischungen wurden in Versuchsgefäße gefüllt, die im Juli 2016 in den Grund eines 50 Zentimeter tiefen Wasserkanals eingegraben wurden.

Als die Forscher diese Gefäße nach drei Monaten untersuchten, waren wie erwartet aus dem Kanal bereits etliche Organismen in das vorher leblose Material eingewandert. Nennenswerte Unterschiede gab es zwischen den Gefäßen mit verschiedenen Nano- und Mikro-Plastik-Anteilen jedoch kaum.

Ganz anders aber sah die Situation ein Jahr später im September 2017 nach insgesamt 15 Monaten aus. In den Gefäßen ohne Plastik-Beimischung und in den Behältern mit 0,005, 0,05 oder einem halben Prozent zugesetzten Plastikteilchen lebten jeweils sehr viel mehr Organismen als in den Behältern, denen die Forscher mit fünf Prozent den höchsten Anteil von Nano- oder Mikroplastik mitgegeben hatten.

Dabei hatte der Kunststoff offensichtlich vor allem Naididae-Ringelwürmer sehr stark in Mitleidenschaft gezogen. Die Arten spielen für das Ökosystem von Gewässern eine entscheidende Rolle, weil sie sich durch das Sediment fressen. Ähnlich wie Regenwürmer im Gartenboden scheiden sie unverdaulichen Inhalt wie Sand und Schlick wieder aus, verdauen aber die im Boden steckenden Reste von Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen. Die darin enthaltenen Nährstoffe stellen sie später über ihren Kot wieder anderen Organismen zur Verfügung.

Weniger Sauerstoff im Boden

Bei ihrer Wühlarbeit mischen diese Ringelwürmer nicht nur den Boden gut durch, sondern lockern ihn auch. Dadurch können das lebensnotwendige Wasser und der für viele Organismen unverzichtbare Sauerstoff weiter in den Untergrund dringen und verbessern so die Bedingungen für andere Lebewesen. Wühlen sich also weniger Naididae-Ringelwürmer durch den Schlamm, dürften sich dort auch die Lebensbedingungen verschlechtern.

„Wie die winzigen Plastikteilchen den Würmern schaden, ist bisher kaum bekannt“, erklärt der Bayreuther Umweltforscher Martin Löder. Vielleicht verdünnen die reichlich vorhandene Mikro- oder Nano-Plastikteilchen das ohnehin karge Nahrungsangebot für die Tiere weiter. Dadurch könnten die Würmer langsamer wachsen und sich schlechter vermehren. Das würde auch erklären, weshalb nur die höchsten Plastik-Konzentrationen die Zahl der Würmer erheblich dezimieren.

In der Natur noch nicht so hohe Mikro-Plastik-Konzentrationen wie im Test

Allerdings wurden in der Umwelt zum Beispiel am Grund der Flüsse im Rhein-Main-Gebiet bisher nur erheblich niedrigere Mikro-Plastik-Konzentrationen von rund 0,1 Prozent nachgewiesen. „Das liegt daran, dass sich kleines Mikroplastik in Umweltproben bisher nur sehr schwer nachweisen ließ und daher in Studien häufig nur die größeren Partikel mit mehr als einem halben Millimeter Durchmesser erfasst wurden“, erklärt Martin Löder.

Er selbst arbeitet inzwischen mit erheblich feineren Filtern, die schon Mikro-Plastik mit einem Durchmesser von einem Hundertstel Millimeter zurückhalten. „Damit finden wir erheblich größere Mengen an Kunststoff-Teilchen“, nennt der Bayreuther Forscher ein noch vorläufiges Ergebnis seiner Untersuchungen.

Dieser Trend lässt sich mit der Entstehungsgeschichte der Mikroplastik erklären: „Am Anfang wird eine Bonbon- oder Pralinen-Verpackung, vielleicht auch eine Plastiktüte achtlos weggeworfen oder liegen gelassen“, beschreibt Martin Löder die erste Etappe auf dem Weg zum Mikroplastik. Sonnenlicht, Wind und Wellen lassen den Kunststoff mit der Zeit zu immer kleineren Teilchen zerbröseln, die sich so zunehmend in der Umwelt ansammeln.

„Auch wenn wir solche Werte bisher noch nicht gemessen haben, könnten fünf Prozent Mikro- oder auch Nano-Plastik-Anteil im Sediment an hochbelasteten Stellen bereits heute in Reichweite sein“, vermutet Martin Löder.

Die in den Experimenten an der Universität Wageningen gemessenen Veränderungen könnten also in Zukunft auch auf die Ökosysteme am Grund von Kanälen, Gräben, Tümpeln und Seen in Mitteleuropa zukommen.

Löders Messungen geben aber Hinweise auf wirkungsvolle Gegenmaßnahmen: „Wir finden in der Umwelt vor allem die meist in Verpackungsmaterialien verwendeten Kunststoffe“. Wer also meist Produkte mit wenig oder vielleicht sogar ganz ohne Verpackung einkauft und kein Plastik in der Umwelt hinterlässt, könnte damit auch die Ringelwürmer am Grund unserer Gewässer und die gesamten Ökosystemen entlasten.

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