Ein verwandter Flohkrebs, Gammarus mucronatus. (SERC Fotos/Flickr/CC BY 2.0) Mikroplastik ist weit verbreitet in Meeren und Ozeanen und deren schädliche Auswirkungen über viele verschiedene Meerestiere sind bekannt. Allerdings wissen wir relativ wenig über das Mikroplastik in unseren Süßwasserflüssen, Bächen und Seen.
Wir wissen immer noch nicht genau, woher sie kommen, wo sie landen – und vor allem: Welchen Schaden sie anrichten können, wenn sie in die Nahrungskette gelangen.
Bisher wurde die Plastikfragmentierung größtenteils auf Prozesse wie Sonnenlicht oder Wellenbewegung zurückgeführt, die Jahre oder Jahrzehnte dauern können. Aber es stellt sich heraus, dass ein winziges garnelenähnliches Wesen die gleiche Aufgabe viel schneller erledigen kann.
Ich bin ein Forscher, der sich auf Mikroplastik in der Umwelt spezialisiert hat. In meiner neuesten Studie haben Kollegen und ich gezeigt, dass Mikroplastik (Plastikteile kleiner als 5 mm) in Süßwasser von einer Art Süßwasser in noch kleinere Nanoplastiken (kleiner als ein Mikrometer, mindestens fünftausendmal kleiner) zerlegt werden wirbelloses Tier, und dass dies viel schneller geschehen könnte als bisher angenommen.
Fragmentiertes Mikroplastik in einem Flohkrebs (links); ein Nanoplastikfragment (rechts). (Alicia Mateos Cardenas)
Unsere Ergebnisse, neu veröffentlicht im Nature Journal Wissenschaftliche Berichte , heben die Rolle der biologischen Fragmentierung von Mikroplastik hervor, die bisher kaum untersucht wurde.
Bei dem Tier handelt es sich um einen 2 cm langen Krebstier, den Süßwasserflohkrebs Gammarus duebeni . Diese spezielle Art lebt in irischen Bächen, gehört aber zu einer größeren Gruppe von Wirbellosen, die sowohl im Süßwasser als auch in den Ozeanen auf der ganzen Welt verbreitet sind.
Unser Befund hat daher große Auswirkungen darauf, wie wir den Verbleib von Mikroplastik in der Umwelt verstehen.
Unsere ersten Experimente wurden durchgeführt, um die möglichen negativen Auswirkungen (falls vorhanden) von Mikroplastik in den Amphipoden zu verstehen. Einige überraschende frühe Ergebnisse führten mich jedoch dazu, neue Experimente durchzuführen, deren Schwerpunkt auf der Sammlung von Beweisen lag, um zu zeigen, dass Mikroplastik biologisch fragmentiert wurde – durch G. duebeni sich.
Um das herauszufinden, habe ich die Flohkrebse im Labor einer bestimmten Art von Mikroplastik ausgesetzt, die einen bestimmten Farbstoff aufweist. Anschließend sezierte ich die Verdauungstrakte der Amphipoden und visualisierte sie unter einem Fluoreszenzmikroskop, das in der Lage ist, das gefärbte Mikroplastik im tierischen Gewebe aufzuspüren.
Daraus haben wir dann geschlossen Gammarus duebeni ist in der Lage, Mikroplastik in weniger als vier Tagen in verschiedene Formen und Größen, einschließlich Nanoplastik, zu fragmentieren.
Wir konnten eine solche Fragmentierung verfolgen, weil das von uns verwendete Mikroplastik ursprünglich „Mikrokügelchen“ mit perfekter Kugelform war. Jedes Plastik mit unregelmäßiger Form muss daher von den Tieren zerkleinert worden sein, und fast 66 Prozent des im Darm gefundenen Mikroplastiks waren tatsächlich auf diese Weise zerkleinert worden.
Bemerkenswerterweise war der Anteil kleinerer Plastikfragmente am höchsten, wenn die Amphipoden im Labor in einer sauberen Umgebung ohne Plastik, aber mit ihrer Nahrung „gereinigt“ wurden. Dieser Befund weist darauf hin, dass die biologische Fragmentierung eng mit dem Fütterungsprozess zusammenhängen könnte.
Wir führten auch einige Qualitätskontrollprüfungen und mehrere Nebenexperimente durch, um sicherzustellen, dass der Kunststoff tatsächlich von den Amphipoden und nicht aus einer anderen Quelle zersplittert wurde, und dass wir die Fluoreszenzpartikel genau sichtbar machten.
Gammarus duebeni lebt in Süßwasser, wie diesem Bach in der Grafschaft Cork, Irland. (Alicia Mateos Cardenas)
Mikroplastik in der Nahrungskette
Warum ist das wichtig? Wir wissen bereits, dass sich Mikroplastik im Darm von Seevögeln und Fischen ansammeln kann, und wir gehen derzeit davon aus, dass die kleineren Nanoplastikpartikel sogar in Zellen und Gewebe eindringen könnten, wo ihre Auswirkungen möglicherweise viel schwieriger vorherzusagen wären.
Daher ist die Feststellung, dass ein so gewöhnliches Tier schnell große Mengen an Nanoplastik produzieren kann, besonders besorgniserregend. Da die von uns untersuchten Krebstiere von Fischen und Vögeln gefressen werden, gelangen möglicherweise auch alle von ihnen produzierten Nanoplastikfragmente in die Nahrungskette.
Das haben beispielsweise Wissenschaftler der Universität Cardiff kürzlich erstmals gezeigt Mikroplastik wurde in einem Fluss über die Nahrungskette nach oben transportiert , von kleinen Wirbellosen bis hin zu Wasseramseln, dem einzigen Singvogel, der unter Wasser schwimmen kann. Sie untersuchten Wasseramsel-Aufstoßen und Kotpellets sowohl von Erwachsenen als auch von Küken und fanden in allen Mikroplastik.
Wir wissen noch nicht genau, welche Auswirkungen dieser Mikroplastiktransfer auf die Vögel, insbesondere in der frühen Lebensphase, haben wird. Aber unsere Ergebnisse zur biologischen Fragmentierung von Mikroplastik werden uns helfen zu verstehen, welche Rolle Tiere bei der Bestimmung des Schicksals von Kunststoffen in unseren Gewässern spielen können. 
Alicia Mateos Cardenas , Postdoktorand, University College Cork .
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