Ein Meeresbakterium kann sich Kunststoff einverleiben und ihn verdauen. Das hat ein niederländisch-deutsches Forschungsteam in einem Laborversuch nachgewiesen. Die Gruppe um Maaike Goudriaan vom Royal Netherlands Institute of Sea Research (NIOZ) auf der Nordseeinsel Texel brachte das Bakterium Rhodococcus ruber mit einem speziellen Polyethylen (PE) zusammen und maß das dabei entstehende Kohlendioxid (CO₂). Auf ein Jahr hochgerechnet verstoffwechselt das Bakterium etwas mehr als ein Prozent des Kunststoffs zu CO₂ – andere Stoffwechselprodukte sind dabei nicht berücksichtigt.

Bekannt war, dass Rhodococcus ruber in der Natur einen Biofilm auf Kunststoff bilden kann. Zudem wurde bereits gemessen, dass Plastik unter diesem Biofilm verschwindet. „Aber jetzt haben wir wirklich gezeigt, dass die Bakterien das Plastik tatsächlich verdauen“, wird Goudriaan in einer Mitteilung ihres Instituts zitiert. Die Forscherin wertet die Ergebnisse als eine Antwort auf die Frage, wohin ein kleiner Teil des Kunststoffs im Meer verschwindet. Aber sie betont: „Das ist sicherlich keine Lösung für das Problem der Plastiksuppe in unseren Ozeanen.“

Mundgerechte Brocken durch Sonnenlicht

Goudriaan und Kollegen verwendeten für ihre Experimente ein speziell hergestelltes Polyethylen: Der Kohlenstoff darin liegt als Isotop C-13 vor, das nur zu 1,1 Prozent in der Natur vorkommt. Durch das C-13-Polyethylen konnten die Wissenschaftler nachweisen, dass der Kohlenstoff aus dem gemessenen CO₂ tatsächlich aus dem Kunststoff stammt und nicht von einem anderen Prozess im Reaktionsgefäß.

Andere Reaktionsprodukte, wie Methan, Zucker oder Proteine, können mit dieser Methode allerdings nicht gemessen werden. Deshalb ist das Ausmaß des Stoffwechsels größer, als es die rund ein Prozent CO₂ pro Jahr aussagen.

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In den Reaktionsgefäßen bildete die Gruppe die Verhältnisse im Meer nach: Das Wasser war etwas salzig und das Gefäß bestrahlte sie mit ultraviolettem Licht, wie es in Sonnenlicht vorkommt. „Die Behandlung mit UV-Licht war notwendig, weil wir bereits wissen, dass Sonnenlicht Plastik teilweise in mundgerechte Brocken für Bakterien zerlegt“, erklärt Goudriaan. Eine kürzlich erschienene Studie von Forschern desselben Instituts hatte ergeben, dass jährlich etwa 2 Prozent des sichtbaren Plastiks im Meer wegen der Zerlegung durch Sonnenlicht verschwinden.

Maaike Goudriaan und Forschungsleiter Helge Niemann im Labor.

© Quelle: Maaike Goudriaan, NIOZ

Vorsorgemaßnahmen gegen Verschmutzung sind unerlässlich

Die Wissenschaftler untersuchten auch, ob es einen Unterschied macht, wenn Kunststoff an der Oberfläche schwimmt oder vollständig im Wasser untergetaucht ist. Im Ergebnis entstand in den Gefäßen mit dem Kunststoff an der Oberfläche etwas mehr CO₂ – 1,24 Prozent pro Jahr – als in den Gefäßen mit dem untergetauchten Polyethylen – 1,04 Prozent pro Jahr. Beides war jedoch erheblich mehr CO₂, als in den Kontrollgefäßen ohne Rhodococcus-ruber-Bakterien entstand, vermutlich als Folge der UV-Einstrahlung, wie das Team im Fachjournal „Marine Pollution Bulletin“ schreibt.

Die Forscher wollen nun untersuchen, ob dieser Prozess auch in der Natur stattfindet, und haben dazu bereits Versuche mit Schlick aus dem Wattenmeer unternommen. „Die ersten Ergebnisse dieser Experimente deuten darauf hin, dass Plastik auch in der Natur abgebaut wird“, berichtet Goudriaan.

Vielleicht werde man irgendwann genau bestimmen können, wie viel Kunststoff durch Bakterien abgebaut wird. Doch selbst dann sei es erheblich besser, Vorsorgemaßnahmen gegen das Einbringen von Kunststoff zu treffen, als hinterher das Meer zu säubern, betont die Forscherin. Insgesamt seien zwischen 1950 und 2015 Schätzungen zufolge 117 bis 320 Millionen Tonnen Plastik in den Meeren gelandet, schreibt die Gruppe um Goudriaan.

RND/dpa