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Verbindungen zwischen der Verschmutzung von Süßwasser und dem Vorkommen von Wirtsschnecken für Schistosoma im westlichen Kenia

Fachliche Zuordnung Parasitologie und Biologie der Erreger tropischer Infektionskrankheiten
Förderung Förderung von 2016 bis 2024
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 299273352
 
Erstellungsjahr 2025

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Schistosomiasis, eine durch Schnecken übertragene parasitäre Krankheit, gilt als die zweitwichtigste Infektionskrankheit nach Malaria und betrifft weltweit 218 Millionen Menschen. Im SENTINEL-Projekt konzentrierten wir uns auf den Zusammenhang zwischen chemischer Umweltverschmutzung und der Verbreitung von Schistosoma- Wirtschnecken. Das Hauptziel des Projekts war die Charakterisierung der chemischen Belastung von Gewässern in Westkenia und die Untersuchung der potenziellen Auswirkungen landwirtschaftlicher Schadstoffe und anderer Verbindungen auf die Häufigkeit der Wirte humanpathogener Trematoden, die Schistosomiasis verursachen. Darüber hinaus wollten wir die ökologischen Mechanismen hinter diesen Effekten sowie die Konsequenzen für die Populationsentwicklung und die Vektor-Kapazität der Schnecken verstehen. In der ersten Phase untersuchten wir 48 Süßwassersysteme, darunter kleine und mittlere Flüsse, Bewässerungskanäle, Altwässer, Stauseen und überflutete Reisfelder im westlichen Kenia, die Teil des Viktoriasee-Südbeckens sind. Zur Charakterisierung der chemischen Belastung wurden Wasser-, Sediment- und Schneckenproben aus ausgewählten Standorten entnommen und im Labor analysiert. Eine Risikobewertung wurde durchgeführt, um die potenzielle Toxizität der gefundenen Chemikalien für Fische, Krebstiere und Algen zu bewerten. Der toxische Druck von Pestiziden auf die Struktur der Makroinvertebratengemeinschaft wurde mit Hilfe des Bioindikators SPEARpesticides bestimmt. Unsere Ergebnisse zeigten eine erhebliche Wasserbelastung im Untersuchungsgebiet. Die Pestizidbelastung begünstigte indirekt Vektorschnecken (z. B. Biomphalaria pfeifferi), indem sie hauptsächlich empfindliche Makroinvertebratenarten, die als Konkurrenten der Schnecken fungieren, negativ beeinflusste, während die Schneckenprädatoren weniger betroffen waren. Darüber hinaus konnte der SPEAR Bioindikator erfolgreich für ostafrikanische Fließgewässer kalibriert werden und erwies sich als kosteneffizientes Werkzeug zur Überwachung von Pestizideinflüssen auf Makroinvertebratengemeinschaften. In der zweiten Phase untersuchten wir saisonale Verschmutzungsmuster sowie die spatiotemporalen Dynamiken von Wirtschnecken und ihren Schistosoma-Parasiten. Der Fokus lag auf der Wiederbesiedlung der Schneckenpopulationen, der Pestizidbelastung und zusätzlichen Umweltstressoren. Wir analysierten, wie Pestizidkonzentrationen die Struktur der Makroinvertebratengemeinschaft, die Häufigkeit der Schnecken und die Parasitenentwicklung im Jahresverlauf beeinflussen. Umfassende Untersuchungen zeigten eine weit verbreitete Präsenz organischer Mikroschadstoffe (OMPs), darunter Pestizide, Pharmazeutika, Hormone und Industriechemikalien, in Wasser, Sedimenten und Biota. In Westkenia erwiesen sich Pestizide wie Diazinon und Pirimiphos-Methyl als bedeutende ökologische Stressoren, die insbesondere Krebstiere und Algen beeinträchtigten. Steroidhormone führten selbst in niedrigen Konzentrationen zu Störungen des endokrinen Systems. Viele Schadstoffe überschritten akute und chronische Risikoschwellen, was die Notwendigkeit einer kontinuierlichen Überwachung und gezielten Maßnahmen zur Schadstoffminderung unterstreicht. Biologische Daten, einschließlich der mit den SASS5- und SPEAR-Biomonitoring-Methoden bewerteten Makroinvertebratengemeinschaften, wurden mit chemischen und physikochemischen Parametern kombiniert, um die Faktoren zu analysieren, die die Schneckenpräsenz über zwei Trocken- und Regenzeiten hinweg beeinflussen. Die Ergebnisse bestätigten die Erkenntnisse aus SENTINEL I und zeigten, dass Pestizidverschmutzung ein zentraler Faktor für die Schneckenhäufigkeit ist, insbesondere durch die Reduzierung von Prädatoren und Konkurrenten während starker Abflussphasen. Laborversuche untersuchten zusätzlich die Auswirkungen multipler Stressoren – Pestizide und Hitze – auf das Überleben der Schnecken und die Schistosoma-Infektion. Temperatur erwies sich als der entscheidende Einflussfaktor: Höhere Temperaturen führten zu einer erhöhten Schneckenmortalität, beschleunigten jedoch gleichzeitig die Parasitenentwicklung und verkürzten die Inkubationszeit der infektiösen Schistosoma-Cercarien für den Menschen. Diese Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit einer integrativen Bewertung chemischer und klimatischer Stressoren in der Umwelt sowie gezielter Maßnahmen zur Reduzierung des Krankheitsrisikos durch landwirtschaftliche Schadstoffe.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

 
 

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