Auswirkungen von durch Menschen ausgebrachte Antibiotika auf Pflanzen und Pflanzen-Insekten-Interaktionen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Michael Kleyer, seit 12/2016; Professorin Dr. Sara Diana Leonhardt; Dr. Gesine Pufal
• Fachliche Zuordnung: Ökologie der Landnutzung
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 279014935

Veterinärantibiotika werden verstärkt in der landwirtschaftlichen Tierhaltung genutzt um Infektionen zu vermeiden und zu behandeln. Antibiotika werden jedoch oft nicht vollständig im Verdauungstrakt der Tiere absorbiert und werden daher nicht-metabolisiert ausgeschieden. Wenn dann kontaminierter Dung oder Gülle als Dünger eingesetzt werden, können große Mengen an Antibiotika unbeabsichtigt in die Umwelt eingebracht werden und sich so im Boden von Ackerflächen und angrenzender natürlicher Vegetation anreichern. Einige Studien zeigen, dass eine Vielzahl von Antibiotika von Pflanzen aufgenommen werden kann und sich in verschiedenen Pflanzenorganen anreichern kann, was zu negative Konsequenzen führen könnte, wie z. B. gehemmtes Stamm- und Wurzelwachstum oder Veränderungen in der Verzweigung. Die Reaktion der Pflanzen hängt oft von der Dosierung ab und verändert sich mit Art des Antibiotikums.Studien zu Auswirkungen von Antibiotika auf höhere trophische Ebenen sind selten und die Mehrzahl dieser nutzt künstlich mit Antibiotika angereicherte Nahrung in Experimenten. Des Weiteren verwenden die meisten Studien zum Einfluß von Antibiotika auf Pflanzen oder Tiere hohe Konzentrationen, die kaum in Ackerflächen nachgewiesen werden. Bis jetzt gibt es keine Informationen dazu, wie Antibiotika, die durch Dünger in den Boden gelangen, Einfluss auf Pflanzen- und Tiergesellschaften in Ackerflächen und angrenzenden Habitaten nehmen können.Unser Ziel ist es deshalb, die Auswirkungen von Antibiotika im Boden auf bestimmte Pflanzenmerkmale und auf ihre Interaktionspartner (höhere trophische Ebenen) zu untersuchen und dabei Konzentrationen zu verwenden, die oft in Ackerflächen nachgewiesen werden, die mit kontaminiertem Dünger angereichert wurden. Speziell werden wir dabei die Auswirkungen verschiedener Konzentrationen der drei am häufigsten verkauften Antibiotikaklassen (Sulfonamide, Penicillin, Tetracycline) auf Pflanzenarten von zwei unterschiedlichen funktionellen Gruppen (Kräuter, Gräser) und landwirtschaftlichen Nutzungarten (Nutzpflanze, Wildpflanze) untersuchen. Dabei betrachten wir unter Anderem Keimung und Pflanzenmerkmale wie z.B. Wuchshöhe, Internodienlänge, Blattchlorophyllgehalt, Biomasseallokation, Wurzellänge und Elementen-Allokation. Wir werden auch untersuchen, ob sich die Antibiotika, die von den Pflanzen aufgenommen wurden, auf das Verhalten und den Bruterfolg von Herbivoren (Blattläuse) und Bestäubern (Bienen) auswirken und nutzen dabei Fraß- und Auswahlexperimente.Unsere Hauptziele sind es, genaue Informationen zu den Reaktionen auf Antibiotika im Boden auf der Ebene des Pflanzenindivdiuums, der Pflanzenmerkmale, der Pflanzengesellschaft und Reationen von höheren trophischen Ebenen zur Verfügung zu stellen. Diese Informationen werden uns eine Grundlage bieten um Veränderungen in Pflanzen- und Insektengesellschaften aufgrund von Antibiotika auf der Landschaftsebene vorherzusagen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemalige Antragstellerin: Dr. Vanessa Minden, bis 12/2016