Neue Studie zeigt, dass Mikrofasern das Wachstum von Muscheln hemmen

Eine neue Studie hat erstmals gezeigt, wie sich die Exposition von Jungmuscheln gegenüber Polyester- und Baumwollmikrofasern in umweltrelevanten Konzentrationen über einen längeren Zeitraum auswirkt.

Die jungen Muscheln, die höheren Konzentrationen von Plastikmikrofasern ausgesetzt waren, zeigten ein eingeschränktes Wachstum, was sich verstärkend auf das gesamte Meeresökosystem sowie potenzielle kommerzielle Auswirkungen auswirken könnte.

Das Team, bestehend aus Wissenschaftlern des Plymouth Marine Laboratory, der University of East Anglia und der University of Plymouth, setzte Jungtiere der Muschelart Mytilus drei Behandlungen mit Mikrofasern aus, was sowohl die aktuellen als auch die prognostizierten zukünftigen Konzentrationen von Polyester- und Baumwollmikrofasern in der Natur widerspiegelt Umfeld.

Studien deuten darauf hin, dass jedes Jahr 4.8 bis 12.7 Millionen Tonnen Plastik in die globalen Ozeane gelangen. Es wird erwartet, dass dies steigen wird, da die Kunststoffherstellungsraten voraussichtlich steigen werden. Fasern sind eine der häufigsten Formen von Mikroplastik, die in Umweltstudien identifiziert wurden, und machen in einigen Studien bis zu 91 Prozent des insgesamt identifizierten Mikroplastiks aus.

In diesem Experiment, das in einem Labor mit kontrollierter Temperatur und Tag-Nacht-Zyklen durchgeführt wurde, wurden Mikrofasern mit einer Größe von 10–500 µm (0.01 mm – 0.5 mm) verwendet. Muscheln wurden Polyestermikrofasern in zwei Konzentrationen ausgesetzt, 8 und 80 Mikrofasern pro Liter, und Baumwollmikrofasern in 80 Mikrofasern pro Liter. Miesmuscheln, die 80 Polyestermikrofasern pro Liter ausgesetzt waren, waren nach 32 Tagen Exposition signifikant kleiner als die Kontrollmuscheln, und ihre Wachstumsrate war im Durchschnitt 36 Prozent niedriger als die der Kontrollmuscheln. Miesmuscheln, die Baumwollmikrofasern ausgesetzt waren, zeigten in diesem Experiment keine statistisch signifikante Abnahme des Wachstums.

Das Team stellte die Hypothese auf, dass die beobachtete Verringerung des Muschelwachstums als Reaktion auf Mikrofasern auf eine Verschiebung ihres Energiehaushalts zurückzuführen sein könnte. Diese Veränderungen könnten dadurch verursacht werden, dass Einzelpersonen entweder ihr Ernährungsverhalten ändern, um den Verzehr von Mikroplastik zu vermeiden, Energie vom Wachstum weg in die Verarbeitung aufgenommener Mikrofasern umleiten oder durch diese Mikrofasern verursachte Schäden reparieren.

Darüber hinaus zeigen andere Toxizitätsstudien, dass Mikroplastik bei erwachsenem Mytilus auf molekularer und zellulärer Ebene nachteilige Auswirkungen auf die Gesundheit haben kann und daher Energie vom Wachstum und der Fortpflanzung abgelenkt werden kann, um dies zu kompensieren.

Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung längerer Experimente bei der Betrachtung der Auswirkungen von Mikroplastik auf Meereslebewesen. Während die Auswirkungen von Mikroplastik auf bestimmte Aspekte der biologischen Funktion in kurzen Zeiträumen sichtbar werden können, erfordern die Auswirkungen umweltrelevanter Konzentrationen von Mikroplastik auf Wachstum, Fortpflanzung und Überleben, die für Populationen und Gemeinschaften die größte Relevanz haben, weitaus längere Beobachtungszeiträume.

„Da Mikrofasern in der Meeresumwelt so weit verbreitet sind, ist es wichtig, dass wir versuchen, ihre Auswirkungen auf verschiedene Indikatororganismen zu verstehen, wie z. B. die Miesmuschel, die eine wichtige Meeresart ist, die für die globale Ernährungssicherheit wichtig ist“, sagt Christopher Walkinshaw, Doktorand bei Meereslabor Plymouth und der University of East Anglia, und Hauptautor der Studie.

„Reduzierte Wachstumsraten könnten die Energie von Nahrungsnetzen verändern, da kleinere Muscheln weniger ernährungsphysiologisch wertvoll sind, sowohl für ihre Feinde in der natürlichen Umgebung als auch für uns als Verbraucher von Meeresfrüchten. Mikrofasern und anderes Mikroplastik setzen Meerestiere wie Muscheln einem zusätzlichen Risiko in einer Umwelt aus, die bereits durch andere Herausforderungen wie den Klimawandel gefährdet ist.“

„Zukünftige Forschungsziele sind die Durchführung eines kombinierten Experiments zur Untersuchung des Energiehaushalts und der subzellulären Toxizität von Mikrofasern über eine ähnliche Expositionszeit, um den Grund für das gehemmte Wachstum zu untersuchen.“

Fasern, die kleiner als 5 mm sind, werden als Mikrofasern bezeichnet. Diese winzigen Fasern entstehen überwiegend durch die Fragmentierung von Textilien, die durch den täglichen Gebrauch und das tägliche Waschen von Kleidung sowie durch Verwitterung und Abrieb von Meeresinfrastruktur wie Netzen und Seilen entstehen.

Mikrofasern bestehen typischerweise aus Polyester, Polypropylen oder Nylon. Zahlreiche Studien berichten jedoch auch über das Vorhandensein von natürlich gewonnenen und halbsynthetischen Mikrofasern (z. B. Baumwolle, Biokunststoff) in Umweltproben, die im Vergleich zu ihren Gegenstücken aus Kunststoff relativ wenig Beachtung gefunden haben.

In 2022, MIN berichtete über die Arbeit des Cornish Green Technology-Unternehmens Cleaner Seas Group Entwicklung eines Filters zur Bekämpfung der Mikroplastikverschmutzung in den Weltmeeren. Der nachrüstbare und integrierte Filter passt in alle Waschmaschinen und fängt und recycelt Mikrofasern bis zu einem Mikrometer.