Pestizid vs. Bakterioplankton: Wer gewinnt den Kampf?

Die Einführung von vom Menschen hergestellten Chemikalien in Gewässer kann negative Auswirkungen nicht nur auf die Bakterioplankton-Gemeinschaft, sondern auf die Gewässerökologie insgesamt haben.

Pestizid vs. Bakterioplankton: Wer gewinnt den Kampf?

Übermäßiger Einsatz von Pestiziden, die schließlich durch landwirtschaftliche Abflüsse in Gewässer gelangen, kann die Biodiversität im Süßwasser beeinträchtigen. Eine aktuelle Studie in Molecular Ecology untersuchte die Auswirkungen eines Herbizids und eines Insektizids auf Bakterioplankton-Gemeinschaften in Süßwasser. Plankton sind winzige Organismen, die im Wasser vorkommen und, da sie sich nicht selbst vorantreiben können, von den Strömungen transportiert werden (Planktos im Griechischen bedeutet Drifter). Die wichtigsten Planktongruppen sind Phytoplankton, Zooplankton, Bakterioplankton, Mikroplankton und Virioplankton.

Das Team untersuchte das Herbizid Glyphosat und das Insektizid namens Imidacloprid. Die derzeit akzeptablen Sicherheitsstandards für beide wurden nach Experimenten mit vielzelligen Organismen festgelegt, aber ihr Einfluss auf Bakteriengemeinschaften war unklar.

Anthropogene Ursachen

Die Einführung von vom Menschen hergestellten Chemikalien in Gewässer kann negative Auswirkungen nicht nur auf die Bakterioplankton-Gemeinschaft, sondern auf die Gewässerökologie insgesamt haben. Viele Pestizide wie DDT können sich im Fettgewebe von Fischen anreichern und die Nahrungskette vergrößern. Andere Effekte sind die Hemmung des Fortpflanzungssystems von Fischen und Tieren oder DNA-Schäden.

Eine weitere Bedrohung für die Süßwasserökologie ist die Eutrophierung, also die übermäßige Ansammlung von Nährstoffen. Eutrophierung löst Algenwachstum an der Wasseroberfläche aus, wodurch das Eindringen von Sonnenlicht verhindert wird. Dies hemmt die Photosyntheseaktivität im Wasserkörper und erzeugt Hypoxie (unter Sauerstoffmangel) für die Wassergemeinschaft.

Empfindliche Kreaturen

Insbesondere Bakterioplankton kann aufgrund seiner Empfindlichkeit gegenüber vielen Umweltvariablen besonders anfällig für anthropogene Störungen sein. Bakterielle Gemeinschaften erbringen nützliche Ökosystemleistungen wie den Abbau organischer Stoffe und den Nährstoffkreislauf. Diese Dienste können beeinträchtigt werden, wenn das Mikrobiom durch übermäßigen Einsatz von Pestiziden stark beeinträchtigt wird.

Die Studie wurde unter Verwendung einer kontrollierten Simulation der natürlichen Umgebung durchgeführt, die einem oder beiden der oben genannten Pestizide in unterschiedlichen Mengen ausgesetzt war. Die simulierte Umgebung war eine Reihe von Teichen an der McGill University ohne vorherige Aufzeichnungen über landwirtschaftliche Verschmutzung.

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Die Teiche wurden mit unterschiedlichen Mengen an Stickstoff und Phosphor behandelt – niedrige Nährstoffgehalte entsprechen oligotrophen Bedingungen und hohe Nährstoffgehalte eutrophen. Jede dieser Nährstoffbehandlungen wurde ferner auf unterschiedliche Niveaus von entweder Glyphosat oder Imidacloprid oder beiden in unterschiedlichen Mengen eingeführt.

Es wurde beobachtet, dass:

  • Bakterienzelldichte erhöht, wenn auch leicht, durch Glyphosat
  • Die Verwendung von Kohlenstoffsubstraten zeigte einen vernachlässigbaren Effekt durch die Einführung von Glyphosat und Imidacloprid
  • Glyphosat hatte zusammen mit Imidacloprid eine sehr geringe Wirkung auf die Bakterioplanktongemeinschaft. Darüber hinaus zeigten Bakterioplankton-Gemeinschaften eine gute Erholung nach der ersten und vor der zweiten starken Glyphosat-Dosis.

Selektives Überleben

Das Team stellte fest, dass die Glyphosat-Behandlung nur bestimmte Arten von Bakterioplankton begünstigte, insbesondere solche, die Glyphosat abbauen und als Phosphorquelle verwenden können. Imidacloprid und seine Wechselwirkungen mit Nährstoffen hingegen hatten wenig Einfluss auf die Struktur der Bakterioplanktongemeinschaft.

In Übereinstimmung mit den obigen Beobachtungen heißt es in dem Papier weiter, dass „Bakterioplankton-Gemeinschaften [gegen die Anwendung von Glyphosat] im Großen und Ganzen widerstandsfähig sind“.

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