Gestörte Kommunikation unter Wasser Plastikmüll macht Wasserflöhe gefahrenblind

Wasserflöhe schützen sich mit einer Art Helm und einem Stachel gegen Fressfeinde. Die Verteidigungsstrukturen sind aber nur ausgeprägt, wenn sie Gefahr wittern. Forscher der Universität Bayreuth haben nun gezeigt, dass Plastik im Wasser die Wasserflöhe in trügerischer Sicherheit wägt und sie quasi blind für die lauernde Gefahr macht – selbst wenn es nie direkt in Kontakt mit den Wasserflöhen kommt.

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Bayreuth – Plastikmüll im Wasser stellt eine Gefahr für die darin lebenden Tiere dar. Dabei ist nicht nur das Verheddern in Kunststoffnetzen oder das Fressen kleiner Plastikpartikel gefährlich, wie Forscher der Universität Bayreuth nun in einer Studie gezeigt haben. „Forschungsarbeiten zu den möglichen Effekten von Plastikpartikeln 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 hat“, sagt Prof. Dr. Christian Laforsch, der die Forschungsarbeiten koordiniert hat.

Im LP-exklusiven Interview erzählt Prof. Laforsch von seiner Forschung an Mikroplastik in Binnengewässern:

Mikroplastik

Die Gefahr lauert auch in Binnengewässern

Mit Kopfhaube und Stachel

Die Forscher haben ihre Studie an Wasserflöhen durchgeführt: kleinen, im Plankton lebenden Krebsen der Gattung Daphnia. Diese schützen sich durch vergrößerte körpereigene Strukturen vor Fressfeinden. Beispielsweise entwickelt die Art Daphnia longicephala eine große „Kopfhaube“ und einen langen Stachel, was sie vor Angriffen ihrer Fressfeinde, in diesem Fall Wasserwanzen, schützt.

Die Wasserflöhe rüsten ihre Verteidigung allerdings nur auf, wenn sie in gefährlichen Gewässern unterwegs sind, in denen viele Fressfeinde lauern. Dies erkennen die Krebstiere an bestimmten Botenstoffen, den Kairomonen, die von natürlichen Fressfeinden im Wasser abgegeben werden und den Daphnien die Anwesenheit der Räuber signalisieren. Die Kairomone bewirken so, dass sich die Verteidigungsstrukturen der Daphnien ausbilden.

Plastik im Wasser gaukelt Sicherheit vor

Das Team der Bayreuther Biologen hat nun untersucht, wie es um dieses körpereigene Verteidigungssystem bestellt ist, falls sich in der Umwelt der Wasserflöhe auch Plastikpartikel befinden. Für diese Tests haben sie zwei Kunststoffsorten ausgewählt, die besonders häufig in Gewässern gefunden werden, nämlich ultrahochmolekulares Polyethylen und (HDPE) und Polyethylenterephthalat (PET).

In den Versuchsansätzen, in denen Plastikpartikel im Wasser waren, wurden die Verteidigungsstrukturen deutlich schwächer ausgebildet. Die Daphnien hatten keine dicke „Kopfhaube“ und nur einen kurzen Stachel „Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass sich die Kairomone zu einem erheblichen Teil an den Plastikpartikeln anlagern. Dadurch können sie im Wasser nicht mehr detektiert werden, sodass den Wasserflöhen fälschlicherweise eine geringere Gefahr signalisiert wird“, sagt der Erstautor der Studie, Benjamin Trotter, Doktorand an der Universität Bayreuth.

Fatale Fehlanpassung

Die Folgen dieser gestörten Unterwasser-Kommunikation könnten weitreichend sein. Die Wasserflöhe unterschätzen die Gefahren, die ihnen von natürlichen Fressfeinden drohen, entwickeln keine ausreichende Abwehr und fallen daher ihren Fressfeinden häufiger zum Opfer. „Daphnien haben eine entscheidende Bedeutung für das natürliche Nahrungsnetz in stehenden Gewässern“, sagt die Bayreuther Doktorandin Anja Ramsperger, die an der Studie ebenfalls mitgewirkt hat. Eine derartige Fehlanpassung, bedingt durch das bloße Vorkommen von Plastik in der Umwelt, könnte das Nahrungsnetz beeinflussen und somit Auswirkungen auf das entsprechende Ökosystem haben.

Originalpublikation: B. Trotter, A.F.R.M. Ramsperger, P. Raab, J. Haberstroh, C. Laforsch: Plastic waste interferes with chemical communication in aquatic ecosystems. Scientific Reports volume 9, Article number: 5889 (2019); DOI: 10.1038/s41598-019-41677-1

* C. Wißler, Universität Bayreuth, 95447 Bayreuth

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