Plastik in Foraminiferen und mögliche Folgen für die Umwelt

Einzeller mit kalkhaltigen Schalen, sogenannte Foraminiferen, tragen maßgeblich zur Bildung von Sandablagerungen an Stränden, Inseln und Küstengebieten bei. Forscher des Leibniz-Zentrums für Marine Tropenforschung (ZMT) haben nun erstmals herausgefunden, dass Foraminiferen winzige Plastikpartikel aufnehmen und in ihre Kalkschalen einbauen können. Die Ergebnisse wurden in veröffentlicht Wissenschaftliche Berichte und Briefe über Limnologie und Ozeanographie.

Strahlend weiße Tropenstrände sind begehrte Ziele für viele Erholungssuchende. Doch wie nehmen wir solche Strände wahr, wenn wir befürchten müssen, dass sie zu einem nicht unerheblichen Teil – für unsere Augen unsichtbar – aus Mikro- und Nanoplastik bestehen?

Tropische Strände werden hauptsächlich durch kalkbildende Meerestiere wie Korallen, Muscheln und Schnecken gebildet. Dass Korallen Mikroplastik in ihr Kalkskelett einbauen, wurde bereits in Studien nachgewiesen. In manchen Regionen der Welt, wie Indonesien, den Philippinen und Australien, bestehen jedoch viele Strände größtenteils aus den kalkhaltigen Schalen von Foraminiferen. Das sind wenige Millimeter große Einzeller mit einer schützenden Kalkhülle, die weltweit in warmen, flachen Küstengebieten zu finden sind.

Finden sich winzige Plastikpartikel, wie sie aus unserem Plastikmüll durch Reibung, Salz, Bakterien oder UV-Licht überall im Meer entstehen, auch in Foraminiferen? Dieser Frage ging ein Team von Meeresforschern am ZMT nach. Da Foraminiferen weltweit in Ozeanen vorkommen, ihre Schalen nicht nur Strandsand, sondern auch große Teile des Sediments am Meeresboden bilden und die Struktur von Korallenriffen verfestigen, ist es wichtig zu verstehen, wie die Einzeller mit kleinen Plastikpartikeln umgehen.

„Foraminiferen ernähren sich unter anderem von Mikroalgen oder organischen Materialpartikeln, die sie auf dem Meeresboden finden. Mikro- und Nanoplastikpartikel haben ähnliche Größen und könnten leicht mit potenzieller Nahrung verwechselt werden“, erklärt Marlena Joppien, Erstautorin der Studien.

In einer Reihe von Experimenten setzte das ZMT-Team mehrere hundert Foraminiferen über mehrere Wochen Meerwasserbecken aus. Sie fütterten sie teils mit winzigen Mikro- oder Nanoplastikpartikeln, teils mit natürlichen Nahrungspartikeln oder einer Mischung aus beidem. Sie beobachteten, dass die Foraminiferen zwar die natürliche Nahrung bevorzugten, aber wenn beide gleichzeitig verfügbar waren, sie häufig Plastikstücke fraßen.

Mit einem Fluoreszenzmikroskop konnten die Forscher in den Foraminiferen eine Vielzahl gelb leuchtender Nanoplastikpartikel beobachten. Obwohl einige der Einzeller das Plastik nach den Fütterungsexperimenten ablehnten, behielt etwa die Hälfte der Foraminiferen die Plastikladung in der Zelle.

Dann, nach acht Wochen, zeigte ein Rasterelektronenmikroskop mit 80.000-facher Vergrößerung, dass viele der Einzeller die Plastikpartikel bereits mit einer Schicht Kalziumkarbonat überzogen hatten und offenbar dabei waren, sie in ihre Hülle einzubauen.

„Wenn die Plastikpartikel also klein genug sind, werden sie von den Foraminiferen als Nahrung aufgenommen“, berichtet Marleen Stuhr, Co-Autorin der Studien. „Für die Umwelt könnte das Vor- und Nachteile haben. Beispielsweise könnten die Billionen von Foraminiferen am Meeresboden eine Senke für Nanoplastik sein, ein System, das Plastik aus dem Meer entfernt.“

Ein Problem sieht der Forscher allerdings in möglichen Auswirkungen auf die Gesundheit der Foraminiferen. An Stränden und in seichten Meeresgebieten werden die Schalen von Foraminiferen oft in hohen Dichten von mehr als 1 kg pro m2 abgelagert. Tauschen die Protozoen jedoch Plastikpartikel mit ihrer natürlichen Nahrung aus und bauen sie in ihre Kalkschalen ein, könnten ihre Fitness, ihre Schalenbildung und ihre Stabilität gestört werden – mit Folgen für ihre gesamte Population.

Dies wiederum könnte sich langfristig auf Küsten und Inseln auswirken, die bereits jetzt stark unter dem Anstieg des Meeresspiegels und der Erosion durch immer häufigere und stärkere Sturmfluten leiden.