Die dritte Generation Zuckmücke ist nach Mikroplastik-Ausssetzung genetisch verändert. Bildrechte: IMAGO / Panthermedia

Evolution Experiment: Zuckmücken passen sich innerhalb von drei Generation an Mikroplastik an

13. April 2022, 11:37 Uhr

Ein Versuch mit Zuckmücken, die gezielt Mikroplastik in ihrer Umgebung ausgesetzt wurden, zeigt: Nach drei Generationen hat sich das Genom der Insekten verändert. Sie konnten sich dan das Umweltgift anpassen.

Der Gegensatz kann kaum größer sein: Mikroplastik ist winzig klein und mit bloßem Auge kaum zu erkennen. Doch das, was die Millimeter-kleinen Kunststoff-Partikel anschieben, könnte größer kaum sein: Evolutionäre Prozesse. Das jedenfalls zeigt eine Studie des LOEWE-Zentrums für Translationale Biodiversitätsgenomik (TBG), des Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrums Frankfurt (SBiK-F) und des Estnischen Nationallabors für Chemie und Physik. Die Forschungsgruppe hat nämlich nachgewiesen, dass die Aufnahme von Mikroplastik-Partikeln dafür sorgt, dass sich die Zuckmücke "Chironomus riparius" evolutionär verändert.

Nach drei Generationen war Zuckmücken-Genom verändert

Untersucht wurde das anhand mehrerer Mücken-Generationen, die jeweils einer Konzentration Mikroplastik ausgesetzt waren, wie sie in der Umwelt tatsächlich vorkommt. Das Forschungsteam beobachtete dreierlei: Die Hälfte der Mücken überlebte die Schadstoffkonzentration erst gar nicht. Zweitens waren nach drei Generationen die Mücken an die Schadstoffaufnahme angepasst und ihre Sterblichkeitsrate war nicht nicht anders als in der Kontrollgruppe. Und zuletzt zeigte die Genom-Analyse der Mücken Veränderungen im gesamten Genom. Besonders in den Genen, die bei der Bekämpfung von Entzündungen und oxidativem Stress eine Rolle spielen. Oxidativer Stress beschreibt ein Ungleichgewicht in Zellen, das Reparatur- und Entgiftungsfunktionen behindert.

Was die schnelle Genom-Anpassung bedenklich macht

Aber ist das nicht eine gute Nachricht, wenn sich die Natur so schnell auf veränderte Umweltbedingungen einstellt, nach dem Motto Problem erkannt, Problem gebannt? Für Studien-Autorin Dr. Halina Binde Doria vom LOEWE-Zentrum TBG und dem SBIK-F ist es nur eine halbe gute Nachricht, dass sich das Zuckmücken-Genom sehr schnell mit dem Mikroplastik arrangierte. Die Forscherin sagt, das spiegele möglicherweise nicht die Situation in natürlichen Populationen und Ökosystemen wider. Dazu müssten viele verschiedene Faktoren berücksichtigt werden. So zeige die Versuchssituation möglicherweise nicht alle negativen Auswirkungen von Mikroplastik auf das Überleben beziehungsweise die Vermehrungsrate. (Biologen sprechen hier von "evolutionärer Fitness".) Zum Beispiel, wenn man an die Nährstoffaufnahme denkt: Was passiert eigentlich in nährstoffarmen Zeiten wie im Winter, wenn Mikroplastik in den Darm gelangt? Welche Kettenreaktionen werden durch die Anpassung an Mikroplastik in Gang gesetzt, wie wirkt sie beispielsweise auf die Kontrolle der Mutationsrate? Zudem reagieren nicht alle Tiere evolutionär so schnell wie die Mücken, so dass sich die Folgen durch Mikroplastik bei anderen Lebewesen erst viel später zeigen. Zuckmücken lassen sich dem Forschungsteam zufolge leicht im Labor halten, außerdem sind ihre Reproduktionszyklen recht kurz.

Es sind also noch viele Fragen offen. Für Studienleiter Prof. Markus Pfenninger zeigt die Studie ganz klar, "dass Mikroplastik in der Umwelt das Potenzial hat, die evolutionäre Entwicklung der ihm ausgesetzten Arten für immer zu verändern." Selbst wenn die unmittelbar schädlichen Auswirkungen scheinbar ausblieben, stelle Mikroplastik eine bisher unterschätzte Bedrohung aller Ökosysteme dar, warnt der Forscher.