Plastik im Meer könnte menschliche Krankheiten verbreiten

Daten des „Überblick über feste Abfälle in Brasilien 2022“ (Panorama dos Resíduos Sólidos no Brasil 2022) zeigen, dass das Aufkommen an Kunststoffabfällen in brasilianischen Städten im Jahr 2022 rund 13,7 Millionen Tonnen oder 64 Kilogramm pro Person im Jahr beträgt. Die veröffentlichte Publikation wurde von der brasilianischen Vereinigung der öffentlichen Reinigungsunternehmen und Sonderabfälle (Abrelpe) erstellt. Der Studie zufolge sind Plastikabfälle die am häufigsten in den Gewässern der Erde vorkommenden Schadstoffe: Sie machen 48,5 % der Materialien aus, die in die Meere gelangen.

Müll am Strand – Foto: Sandra Altherr auf Pixabay

Die Geologie der brasilianischen Vulkaninsel Trindade fasziniert Wissenschaftler seit Jahren. Die Ilha da Trindade (Insel der Dreifaltigkeit) liegt etwa 1.150 Kilometer östlich von Vitória (Hauptstadt des Bundesstaates Espírito Santo) und ist ein aktiver Schichtvulkan mit Kratern und zahlreichen Lavadomen. Die Entdeckung von Gesteinen aus Plastikmüll auf diesem abgelegenen Schildkrötenrefugium lässt nun die Alarmglocken schrillen. Das geschmolzene Plastik hat sich mit Gestein vermischt, was nach Ansicht der Forscher ein Beweis für den wachsenden Einfluss des Menschen auf die geologischen Zyklen der Erde ist.

Bilder von paradiesischen Stränden, die unter Flaschen begraben sind, und von Meerestieren, die an Tragetaschen vorbeischwimmen, sind der nur allzu bekannte Beweis dafür, wie die Sucht der Menschheit nach Plastik die Meereswelt verschmutzt hat. Doch ein weniger sichtbares Problem mit Plastik zieht zunehmend die Aufmerksamkeit der Wissenschaftler auf sich: die Mikroben, die sich in den Millionen Tonnen und Billionen von Plastikteilen im Meer angesiedelt haben. Diese Organismen entwickeln sich zu einer echten Bedrohung für Tiere, und das könnte auch für den Menschen gelten. Wissenschaftler sprechen bereits von einer “plastische Zeitbombe – der Boden für die nächste Pandemie.”

Jeder Winkel des Ozeans

Kunststoffe sind überall in der Meeresumwelt zu finden, von mikroskopisch kleinen Fragmenten im arktischen Eis bis hin zu Säcken, die auf dem tiefsten Meeresboden treiben. Das meiste davon gelangt vom Land aus in die Ozeane, wobei Flüsse als Hauptquelle der Verschmutzung gelten. Sobald Plastik ins Wasser gelangt, wird es von Wind und Wellen zerbrochen und geformt, während das Sonnenlicht es zersetzt und die Abfälle oft in immer kleinere Fragmente verwandelt. Unter der Schirmherrschaft der Vereinten Nationen werden derzeit rechtlich verbindliche Regeln ausgearbeitet, um diese Verschmutzung zu beenden. Bislang waren die Fortschritte schwierig, und der Ausgang ist noch ungewiss.

Das Problem wird noch dadurch verschärft, dass es Anzeichen dafür gibt, dass sich die Industrie für fossile Brennstoffe von der Energie- auf die Kunststoffproduktion umstellen könnte. “Die Industrie betrachtet Kunststoffe als ihren Plan B: Wenn sie fossile Brennstoffe nicht als Energiequelle nutzen kann, dann wird sie sie für Kunststoffprodukte verwenden”, sagt Bethanie Carney Almroth, Professorin für Ökotoxikologie und Umweltwissenschaften an der Universität Göteborg, Schweden. Carney Almroth, die an den Verhandlungen über das UN-Kunststoffabkommen beteiligt ist, ist besorgt über diesen konzertierten Vorstoß zur Steigerung der Kunststoffproduktion: “Wir haben zu viel Plastik: Der Planet und die menschliche Gesellschaft können nicht noch mehr tolerieren”.

Die Plastisphäre

Die Meere beherbergen eine enorme Vielfalt an Mikroorganismen. Wissenschaftler, die an einer Studie über Korallenriffe im Pazifischen Ozean arbeiteten, die im vergangenen Jahr abgeschlossen wurde, waren von der Anzahl der gefundenen Mikroorganismen so überrascht, dass sie vorschlugen, die Schätzungen für die mikrobielle Vielfalt der Erde nach oben zu korrigieren. Holz, Metall und alle anderen Materialien, die im Meer treiben, werden schnell besiedelt. Da Plastik im Meer allgegenwärtig geworden ist, hat sich unser weggeworfener Abfall zu einer neuen Art von Heimat für das Leben entwickelt.

Im Jahr 2013 prägten die Meeresmikrobiologin Linda Amaral-Zettler und ihre Kollegen den Begriff “Plastisphäre”, um die Schichten von Organismen zu beschreiben, die sie auf Plastikproben aus dem Nordatlantischen Subtropischen Wirbel (einem Teil einer der fünf großen zirkulierenden Meeresströmungen der Erde, die treibendes Plastik zu Müllfeldern zusammenfassen) fanden.

Laut ihrer Studie unterschieden sich die Mikrobengemeinschaften, die auf dem Plastikmüll leben, von denen im nahegelegenen Wasser, was darauf hindeutet, dass Plastik “als neuer ökologischer Lebensraum im offenen Ozean dient”. Kunststoffe sind langlebig, was bedeutet, dass mikrobielle Gemeinschaften, die sich auf ihnen ansammeln, weite Strecken zurücklegen können, wodurch Arten weit über ihr normales geografisches Verbreitungsgebiet hinaus gelangen können. Sie können auch in winzige Teile zerfallen, die sich in Tieren anreichern, auch in solchen, die für den menschlichen Verzehr bestimmt sind.

Gesundheitliche Auswirkungen

Obwohl die meisten Mikroorganismen harmlos sind, fanden die Forscher auch Vibrio-Bakterien in höheren Konzentrationen auf Plastik als in den umliegenden Gewässern. Einige Bakterienarten der Gattung Vibrio sind dafür bekannt, dass sie bei Schalentieren – und den Menschen, die sie essen – Krankheiten verursachen. Wissenschaftler fütterten Seeigel entweder mit unberührtem oder mit Biofilm beladenem Plastik. Diejenigen, die mit dem kolonisierten Plastik gefüttert wurden, zeigten eine deutlich stärkere Immunreaktion. Das Vorhandensein einer Plastisphäre tötet sie nicht, sondern führt zu einer Reaktion des Immunsystems. Die Hypothese ist, dass die Mikroorganismen auf dem Plastik die Fortpflanzung des Seeigels beeinflussen könnten.

Sowohl in Labor- als auch in Wildtierstudien haben Forscher festgestellt, dass sich kolonisiertes Mikroplastik auf eine Vielzahl von Arten auswirkt. Die Probleme, die sie verursachen, reichen von einer Beeinträchtigung der Ernährung, der Fortpflanzung und der Fitness bei Korallen und Muscheln bis hin zu Krankheiten in Aquakulturanlagen. Mikroplastik findet sich nicht nur in kleinen Filtrierern wie Austern, die es direkt in flachen Gewässern verzehren.

Abfall am Strand – Foto: Andreas auf Pixabay

“Wir fanden Mikroplastik in Oberflächen-, Mittelwasser- und Tiefseearten wie Venusmuscheln, Gelbflossenthun und Vampirkalmaren”, sagt Anne Justino, Forscherin an der Federal Rural University of Pernambuco in Brasilien. Ihre Arbeit zeigt, dass Mikroplastik in Meeresraubtiere übertragen wird, wenn diese kontaminierte Beute fressen, und nicht durch die direkte Aufnahme von Müll. Justinos Team, das auch am MicroplastiX-Projekt beteiligt ist, arbeitet nun mit der Fischereiindustrie zusammen, um den Grad der Mikroplastikverschmutzung in den Fischmuskeln – dem Hauptbestandteil des menschlichen Verzehrs – zu ermitteln. Derzeit haben die Forscher kein klares Bild davon, wie der Mensch mit Plastik in Berührung kommt und welche Folgen eine Exposition haben könnte.

Ein Verfahren, mit dem nachweislich ein Teil des in Meeresfrüchten angesammelten Mikroplastiks entfernt und damit das Potenzial für Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit verringert werden kann, ist die so genannte Depuration. Dabei werden die Tiere in sauberes, fließendes Wasser gesetzt, um zu versuchen, die Schadstoffe aus ihrem Verdauungssystem zu entfernen. Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass ozeanische Plastisphären dennoch gesundheitliche Probleme für den Menschen verursachen können.

Karen Shapiro, eine Spezialistin für durch Wasser übertragene Zoonosen am Veterinärmedizinischen Zentrum der UC Davis in Kalifornien, USA, hat gezeigt, wie mikroskopisch kleine Parasiten wie Toxoplasma gondii schnell Kolonien auf schwimmendem Plastikmüll bilden können. Es ist bekannt, dass dieser Parasit in Schalentieren lebt, die dann Menschen infizieren, die sie roh essen. Vorläufige Studien von Shapiros Gruppe und anderen zeigen, dass Toxoplasma gondii auf Plastikmüll mehrere Monate lang überleben kann.

Shapiro vermutet, dass die Plastisphäre Krankheitserreger in Gebiete bringt, in denen sie sonst nicht vorkommen würden. Sie ist jedoch vorsichtig damit, Schlussfolgerungen zu ziehen: “Wir wissen, dass Plastisphären in unseren Körper gelangen, aber wir verstehen immer noch nicht, was sie mit uns machen. Uns fehlen eindeutige Unterlagen, die den Verzehr von kolonisiertem Mikroplastik und die gesundheitlichen Auswirkungen auf den Menschen direkt miteinander in Verbindung bringen.”

Superbugs gedeihen auf Plastik

Studien haben ergeben, dass Plastikkugeln glückliche Inseln für Superbugs darstellen. Der Einsatz von Antibiotika in Fischfarmen kann das Gedeihen resistenter Bakterien in der Meeresumwelt fördern; solche antibiotikaresistenten Organismen könnten dann über Kläranlagen in die Ozeane gelangen.

Im Jahr 2021 berichteten Forscher des New Jersey Institute of Technology in Newark, dass Mikroplastik aus Muscheln Bakterien beherbergt, die gegen Antibiotika resistent sind, und dass diese Superbakterien auf Mikroplastik länger überleben können als im freien Wasser. Auch südkoreanische Forscher fanden bei der Analyse mikrobieller Gemeinschaften, die im Nordpazifikwirbel auf Plastik leben, reichlich antimikrobielle Gene. Es ist jedoch äußerst schwierig, einen direkten Zusammenhang zwischen der Plastisphäre und antibiotikaresistenten Infektionen beim Menschen herzustellen.

“Die einzige Möglichkeit, endgültig zu beweisen, dass die Plastisphäre zum Ausbruch von Krankheiten beiträgt”, sagt Vethaak, “besteht darin, das Risiko für die menschliche Gesundheit durch Plastik-assoziierte Krankheitserreger in Bevölkerungsgruppen zu bewerten, die unter auftretenden Epidemien leiden und in der Nähe von stark verschmutzten Gebieten leben.” Er ist der festen Überzeugung, dass “Plastikmüll als Vektor für die Ausbreitung von Krankheiten und antibiotikaresistenten Mikroorganismen in Katastrophengebieten [wie Kriegsgebieten und Regionen, die von extremen Wetterbedingungen betroffen sind] mit nachweislich hohem Plastikanteil dienen könnte”.

Die hohen Kosten von billigem Plastik

Die Verschmutzung durch Plastik wurde in allen Teilen des Ozeans festgestellt und in allen Meerestieren, in denen es gefunden wurde, nachgewiesen. Während die Forscher darum ringen, das wahre Risiko der Plastikwelt zu verstehen, ist eines klar: Um jegliches Risiko zu beseitigen, bedarf es einer koordinierten globalen Anstrengung, um die Plastikverschmutzung zu beenden. Dies würde sicherstellen, dass diese neuen, auf Plastik basierenden Ökosysteme nicht für immer mit uns sind, dass die Meerestiefen keine Plastiktüten beherbergen und dass die Strände eines Tages frei von weggeworfenen Flaschen sind – und den Mikroben, die sie tragen.

Casotti befürchtet, dass sie eines Tages einen wirklich beunruhigenden menschlichen Krankheitserreger in ihren Plastikproben finden könnte. “Wenn der Preis jeder Wasserflasche ihre tatsächlichen Auswirkungen auf unsere Gesundheit widerspiegeln würde, dann würde sie den Verbraucher mindestens 100 Euro kosten”, sagt sie. “Und man würde es sich zweimal überlegen, bevor man sie wegwirft.”

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