Umweltforschung Pilze besiedeln Mikroplastik im Boden – und können ganze Ökosysteme gefährden

26. Juli 2021, 12:12 Uhr

Woran denken Sie beim Thema Pilze? An leckere Champignons vielleicht? Oder doch eher an den gesundheitsschädlichen schwarzen Schimmelpilz? Und solche Pilze, die uns krankmachen können, gedeihen auf Mikroplastik in unseren Böden.

Die rasterelektronenmikroskopische Aufnahme zeigt Pilzsporen entlang eines Risses in einem Mikroplastik-Partikel. Der Maßstabsbalken entspricht 30 Mikrometern. Bildrechte: Universität Bayreuth, Abteilung Mykologie

Was die Forscher herausgefunden haben:

• Mikroplastik im Boden ist ein idealer Lebensraum vor allem für pathogene, also krankheitserregende Pilze.
• Die untersuchten Proben stammen zwar aus Afrika, aber das Problem ist global.
• Da Mikroplastik um die ganze Welt reist, erreichen die Pilze womöglich auch Naturräume, in die sie gar nicht gehören und bedrohen dann das Gleichgewicht unserer Ökosysteme.

Ob es um Verpackungen geht oder ganz normale Alltagsgegenstände: Vieles besteht aus Kunststoff. Plastik ist aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Doch es macht auch Probleme: Es ist sehr stabil und wird nur extrem langsam zersetzt. Vorher zerfällt es und gelangt als Mikroplastik in winzigen Teilchen auch in unsere Böden. Aber was passiert dort damit? Das hat sich Gerasimos Gkoutselis von der Universität Bayreuth genau angeschaut. Lebensgemeinschaften von Mikropilzen auf Mikroplastik-Partikeln in Erdböden, darum ging es laut Gkoutselis in diesem Sonderforschungsbereich 1357, der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert wurde.

Gefährliche Pilze als Biofilm auf Mikroplastikpartikeln

Gerasimos Gkoutselis M.Sc. - Erstautor der neuen Studie - in einem Labor der Abteilung Mykologie der Universität Bayreuth. Bildrechte: Universität Bayreuth/Christian Wißler

Es geht also nicht um die Pilze, die im Wald wachsen, sondern um Mikroorganismen, die sich als Biofilm auf den Partikeln ansiedeln. Für die Untersuchung hat der Pilz-Forscher Bodenproben aus Kenia untersucht. Die wurden im Rahmen eines anderen Forschungsprojekts der Bayreuther an verschiedenen Stellen in einer Stadt entnommen. In Kenia gibt es nicht mehr Plastik als bei uns – ganz im Gegenteil: Das Land hat beispielsweise schon vor vier Jahren Einwegplastik verboten.

Gkoutselis erläutert, dass die Ergebnisse prinzipiell auf die ganze Welt übertragbar seien: "Unsere Annahme, dass es sich hier vielleicht um ein globales Phänomen handeln könnte, basiert auf der Tatsache, dass Plastik leider omnipräsent ist in unserer Natur. Es findet sich überall in allen Böden – in unterschiedlichen Mengen natürlich – und Pilze befinden sich auch überall in allen Böden. Und diese Charakteristika, die besonders unter anderem pathogene Pilze haben, das findet sich überall in unserer Umwelt."

Pilze und Boden – unterschiedliche Lebensgemeinschaften

Die Forscher haben das Mikroplastik in einem aufwendigen Verfahren aus den Proben gefiltert und dann zunächst unter einem Rasterelektronenmikroskop genau analysiert. Dabei haben sie Pilze in allen Lebensstadien entdeckt. Außerdem wachsen und vermehren sie sich auch auf dem Plastik, erläutert der Pilz-Experte. Aber um welche Pilze handelt es sich genau? Das hat das Forschungsteam mit Erbgut-Analysen bestimmt. Und dabei stellten sie fest, "dass die Lebensgemeinschaften, die Communities auf Plastik anders zusammengestellt sind bzw. weniger artenreich sind als die im Boden. Das heißt, die unterscheiden sich signifikant vom umgebenden Substrat." Mit anderen Worten: Der Boden bildet eine Lebensgemeinschaft, die Pilze auf Mikroplastik eine andere.

Nur einige Pilze sind in der Lage, Plastik zu besiedeln.

Gerasimos Gkoutselis, Universität Bayreuth

Zur Überraschung der Forscher waren das ausgerechnet pathogene Arten – also krankheitserregende Pilze – so wie etwa Schwärze- und bestimmte Hefepilze. Sie gehen davon aus, dass Mikroplastik im Boden flächendeckend von solchen Pilzen besiedelt ist. Gkoutselis: "Schwärzepilze stehen im Verdacht, dass sie Allergien hervorrufen können, dass sie unter starker Exposition und den richtigen Bedingungen tatsächlich auch zu Infektionen an verschiedenen Teilen des menschlichen Körpers beitragen können beziehungsweise diese hervorrufen können. Für die Hefen, die wir gefunden haben, das sind kryptokokkale Hefen, die auch im Verdacht eben stehen, verschiedene Infektionen (…) hervorrufen zu können."

Pilze und Mikroplastik reisen um die ganze Welt

Doch die Pilz-Gemeinschaften könnten nicht nur uns Menschen gefährlich werden, sie sind auch ein Problem für die Ökosysteme. So würden sie nicht nur die Struktur natürlicher Lebensräume im Boden verändern, sondern auch auf dem Mikroplastik um die Welt transportiert. So erreichen sie womöglich auch Naturräume, in die sie gar nicht gehören, so die Forscher. Das Plastik bedroht also auch das Gleichgewicht unserer Ökosysteme. Umso dringender deshalb der Appell der Forscher: Es muss sich etwas bewegen im Kampf gegen das Plastik-Problem – und zwar weltweit und so schnell wie möglich.

Link zur Studie

Die Forschungsarbeit ist im Magazin "schientific reports" erschienen. Gerasimos Gkoutselis, Stephan Rohrbach, Janno Harjes, Martin Obst, Andreas Brachmann, Marcus A. Horn, Gerhard Rambold: Microplastics accumulate fungal pathogens in terrestrial ecosystems.