Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Krankheitserregende Bakterien per Anhalter durch Nord- und Ostsee?

21.07.2016

AWI-Forscher weisen erstmalig lebende, potentiell krankheitserregende Vibrionen auf Mikroplastikpartikeln nach

Mit steigender Wassertemperatur nimmt die Wahrscheinlichkeit zu, dass in Nord- und Ostsee potentiell krankheitserregende Bakterien auftreten. AWI-Wissenschaftler haben jetzt nachgewiesen, dass eine Gruppe dieser Bakterien, sogenannte Vibrionen, auch auf Mikroplastikpartikeln leben können. Sie wollen zukünftig die Rolle der Partikel für die Anreicherung und mögliche Verbreitung dieser Bakterien genauer untersuchen.


Wasserprobe aus der Nordsee mit verschiedenen Vibrionen-Spezies

Foto: Alfred-Wegener-Institut / A. Wichels

Sommerliche Hitzewellen können dazu führen, dass sich krankheitserregende Bakterien in Nord- und Ostsee stark vermehren. In den vergangenen Jahren waren darunter auch Bakterien der Gattung Vibrio, die Durchfallerkrankungen oder schwere Entzündungen hervorrufen können.

„Vibrionen sind Klimawandel-Gewinner, weil ihre Anzahl bei hohen Temperaturen in die Höhe schnellt“, sagt Dr. Gunnar Gerdts, Mikrobiologe am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) auf Helgoland.

Die Bakterien sind in gemäßigten Sommern nur vereinzelt im Meerwasser nachweisbar, können sich aber bei Hitzewellen explosionsartig vermehren, wenn die Wassertemperatur 22 Grad Celsius übersteigt. Gerade in küstennahen Gebieten der Ostsee kam es in der Vergangenheit bei solchen Hitzewellen immer wieder zu Krankheits- und auch Todesfällen, hervorgerufen durch das Bakterium Vibrio vulnificus.

Gerdts und sein Team haben Proben aus dem Meer genommen und untersucht, ob die Bakterien auch von einem neuen Lebensraum profitieren, der sogenannten „Plastisphäre“. In Biofilmen auf der Oberfläche von Plastikpartikeln leben Bakterien, Pilze und Kleinstalgen, die in einer Schleimschicht wachsen. Sie sind beispielsweise bekannt als Grundlage für den Bewuchs auf Schiffsrümpfen.

Die Zusammensetzung dieser Biofilme variiert dabei abhängig von der Beschaffenheit der Oberfläche und den Lebewesen im umgebenden Wasser. Aufgrund von Gensequenzierungen lag die Vermutung nahe, dass auch Vibrionen Teil dieser Lebensgemeinschaft sein könnten.

Jetzt ist es den Helgoländer Mikrobiologen erstmalig gelungen, lebende, potentiell humanpathogene Vibrio-Spezies in Biofilmen auf Mikroplastikpartikeln nachzuweisen. „Das zeigt das Potential auf, dass die Krankheitserreger möglicherweise auf den Partikeln hitchhiken, sich also per Anhalter innerhalb eines Ökosystems verteilen und auch darüber hinaus verbreiten können“, ordnet Gunnar Gerdts die aktuellen Forschungsergebnisse ein.

Für ihre Studie, die jetzt online in der Fachzeitschrift Marine Environmental Research publiziert wurde, hatten die AWI-Wissenschaftler mit dem Forschungsschiff Heincke an 62 Stationen in Nord- und Ostsee Wasserproben genommen. Zusätzlich nutzten sie einen sogenannten Neuston-Katamaran (Foto), mit dessen Hilfe sie Mikroplastikpartikel direkt unterhalb der Wasseroberfläche abfischten und im Labor weiter untersuchten. Insgesamt hatten die Wissenschaftler 185 Partikel gesammelt. Davon wurden auf 19 Plastikpartikeln Vibrionen nachgewiesen, welche auch überwiegend in den Wasserproben an denselben Stationen vorhanden waren.

Die gute Nachricht: Im Rahmen ihrer Untersuchungen stießen die Helgoländer AWI-Forscher nicht auf krankheitserregende Genotypen. Mikrobiologe Gunnar Gerdts tauscht sich zu diesem Thema auch mit Behörden aus. „An der Nord- und Ostseeküste untersuchen die Landesuntersuchungsämter bereits exemplarisch Wasserproben hinsichtlich Vibrio-Spezies. Sollte sich in der Zukunft zeigen, dass mit Vibrionen „aufgeladene“ Mikroplastikpartikel regelmäßig vorkommen, gibt das Anlass zur Sorge, da Biofilme allgemein höhere Bakterien-Dichten aufweisen als das Freiwasser“, berichtet der AWI-Forscher.

Die in der Studie verwendete Untersuchungsmethode lässt übrigens derzeit keine Rückschlüsse darauf zu, ob sich Vibrionen an den Plastikpartikeln anhäufen. In dem genutzten Kulturansatz konnten die Wissenschaftler ausschließlich nachweisen, ob Vibrionen im Wasser oder an Mikroplastikpartikeln leben oder nicht. „In Zukunft wollen wir daher die Anzahl der Vibrionen auf den Plastikpartikeln zusätzlich mittels der sogenannten quantitativen Polymerase-Kettenreaktion bestimmen, die dann auch quantitative Vergleiche ermöglicht“, nennt Gunnar Gerdts die nächsten Forschungsziele.

Hintergrund:
Bei Vibrionen unterscheidet man neben Arten auch Genotypen, deren krankheitserregendes Potential unterschiedlich ist. Die in der Studie nachgewiesenen Genotypen wiesen aber nicht die Virulenzgene auf, wie sie z.B. in pandemischen Genotypen, wie z.B. Vibrio cholerae El-Tor, einem der Cholera-Erreger, vorhanden sind. Gleichwohl können aber auch solche nicht „klassisch virulenten“ Vibrionen durchaus zu ernsthaften Erkrankungen führen, wenn der Gesundheitszustand des infizierten Menschen eine Vorschädigung aufweist (z.B. Diabetes).

Originalstudie:
Inga V. Kirstein, Sidika Kirmizi, Antje Wichels, Alexa Garin-Fernandez, Rene Erler, Martin Löder, Gunnar Gerdts: Dangerous hitchhikers? Evidence for potentially pathogenic Vibrio spp. on microplastic particles. Marine Environmental Research (Volume 120, September 2016, Pages 1–8) http://dx.doi.org/10.1016/j.marenvres.2016.07.004

Hinweise für Redaktionen:
Ihre Ansprechpartner am Alfred-Wegener-Institut sind Dr. Gunnar Gerdts, Tel. 04725 819-3245 (E-Mail: Gunnar.Gerdts(at)awi.de) sowie Dr. Folke Mehrtens in der AWI-Pressestelle, Tel. 0471 4831-2007 (E-Mail: Folke.Mehrtens(at)awi.de). Druckbare Fotos finden Sie auf unserer Webseite unter: http://www.awi.de/nc/ueber-uns/service/presse.html

Das Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) forscht in der Arktis, Antarktis und den Ozeanen der gemäßigten sowie hohen Breiten. Es koordiniert die Polarforschung in Deutschland und stellt wichtige Infrastruktur wie den Forschungseisbrecher Polarstern und Stationen in der Arktis und Antarktis für die internationale Wissenschaft zur Verfügung. Das Alfred-Wegener-Institut ist eines der 18 Forschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft, der größten Wissenschaftsorganisation Deutschlands.

Ralf Röchert | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Virus mit Eierschale
22.08.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht Ein Quantenlineal für Biomoleküle
22.08.2017 | Universität Wien

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

International führende Informatiker in Paderborn

21.08.2017 | Veranstaltungen

Wissenschaftliche Grundlagen für eine erfolgreiche Klimapolitik

21.08.2017 | Veranstaltungen

DGI-Forum in Wittenberg: Fake News und Stimmungsmache im Netz

21.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Körperenergie als Stromquelle

22.08.2017 | Energie und Elektrotechnik

Ein Quantenlineal für Biomoleküle

22.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Prostatakrebs: Bluttest sagt Tumorresistenz vorher

22.08.2017 | Biowissenschaften Chemie