Pilz baut Plastik im Meer ab

"Was diese Forschung wissenschaftlich herausragend macht, ist, dass wir den Abbauprozess quantifizieren können"

17.06.2024
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Symbolbild

Ein im Meer lebender Pilz kann den Kunststoff Polyethylen abbauen, wenn er zuvor der UV-Strahlung des Sonnenlichts ausgesetzt wurde. Forscher, u. a. vom NIOZ, haben ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift Science of the Total Environment veröffentlicht. Sie gehen davon aus, dass in tieferen Teilen des Ozeans noch viel mehr plastikabbauende Pilze leben.

Der Pilz Parengyodontium album lebt zusammen mit anderen marinen Mikroben in dünnen Schichten auf Plastikmüll im Meer. Meeresmikrobiologen des Königlich Niederländischen Instituts für Meeresforschung (NIOZ) entdeckten, dass der Pilz in der Lage ist, Partikel des Kunststoffs Polyethylen (PE) abzubauen, dem häufigsten aller Kunststoffe, die im Meer gelandet sind. Die NIOZ-Forscher arbeiteten mit Kollegen der Universität Utrecht, der Ocean Cleanup Foundation und Forschungsinstituten in Paris, Kopenhagen und St. Gallen (Schweiz) zusammen. Mit dieser Entdeckung reiht sich der Pilz in eine sehr kurze Liste von Plastik abbauenden Meerespilzen ein: Bislang wurden nur vier Arten gefunden. Von einer größeren Anzahl von Bakterien war bereits bekannt, dass sie Plastik abbauen können.

Genaue Beobachtung des Abbauprozesses

Die Forscher machten sich auf die Suche nach den Plastik abbauenden Mikroben in den Hotspots der Plastikverschmutzung im Nordpazifik. Aus dem gesammelten Plastikmüll isolierten sie den Meerespilz, indem sie ihn im Labor auf speziellen Kunststoffen züchteten, die markierten Kohlenstoff enthalten. Vaksmaa: "Diese so genannten 13C-Isotopebleiben in der Nahrungskette nachweisbar. Sie sind wie eine Markierung, mit der wir verfolgen können, wohin der Kohlenstoff geht. Wir können ihn dann in den Abbauprodukten zurückverfolgen."

Vaksmaa ist von der neuen Erkenntnis begeistert: "Was diese Forschung wissenschaftlich herausragend macht, ist, dass wir den Abbauprozess quantifizieren können." Im Labor beobachteten Vaksmaa und ihr Team, dass der Abbau von PE durch P. album mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,05 Prozent pro Tag erfolgt. "Unsere Messungen haben auch gezeigt, dass der Pilz nicht viel von dem Kohlenstoff aus dem PE verwendet, wenn er es abbaut. Der größte Teil des PE, den P. album nutzt, wird in Kohlendioxid umgewandelt, das der Pilz wieder ausscheidet." ObwohlCO2 ein Treibhausgas ist, stellt dieser Prozess kein neues Problem dar: Die von den Pilzen freigesetzte Menge entspricht der geringen Menge, die der Mensch beim Atmen abgibt.

Nur unter dem Einfluss von UV

Die Anwesenheit von Sonnenlicht ist für den Pilz unerlässlich, um PE als Energiequelle zu nutzen, fanden die Forscher heraus. Vaksmaa: "Im Labor baut P. album nur PE ab, das zumindest für kurze Zeit UV-Licht ausgesetzt war. Das bedeutet, dass der Pilz im Meer nur Plastik abbauen kann, das zunächst nahe der Oberfläche schwimmt", erklärt Vaksmaa. "Es war bereits bekannt, dass UV-Licht Plastik selbst mechanisch abbaut, aber unsere Ergebnisse zeigen, dass es auch den biologischen Plastikabbau durch marine Pilze erleichtert."

Andere Pilze da draußen

Da eine große Menge verschiedener Kunststoffe in tiefere Schichten sinkt, bevor sie dem Sonnenlicht ausgesetzt wird, kann P.album sie nicht alle abbauen. Vaksmaa geht davon aus, dass es noch andere, bisher unbekannte Pilze gibt, die ebenfalls in tieferen Teilen des Ozeans Plastik abbauen. "Meerespilze können komplexe Materialien, die aus Kohlenstoff bestehen, abbauen. Es gibt eine Vielzahl von Meerespilzen, so dass es wahrscheinlich ist, dass neben den vier bisher identifizierten Arten auch andere Arten zum Plastikabbau beitragen. Es gibt noch viele Fragen über die Dynamik des Plastikabbaus in tieferen Schichten", sagt Vaksmaa.

Plastiksuppe

Die Suche nach Organismen, die Plastik abbauen, ist dringend notwendig. Jedes Jahr produziert der Mensch mehr als 400 Milliarden Kilogramm Plastik, und es wird erwartet, dass sich diese Menge bis zum Jahr 2060 mindestens verdreifacht hat. Ein Großteil des Plastikmülls landet im Meer: Von den Polen bis zu den Tropen schwimmt er im Oberflächenwasser, gelangt in größere Meerestiefen und fällt schließlich auf den Meeresboden.

Hauptautorin Annika Vaksmaa vom NIOZ: "Große Mengen von Plastik landen in subtropischen Wirbeln, ringförmigen Strömungen in den Ozeanen, in denen das Meerwasser fast stillsteht. Das bedeutet, dass das Plastik, wenn es einmal dorthin getragen wurde, dort hängen bleibt. Allein im Subtropischen Wirbel des Nordpazifiks im Pazifischen Ozean, der nur einer der sechs großen Wirbel weltweit ist, haben sich bereits 80 Millionen Kilogramm schwimmendes Plastik angesammelt."

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