Aufnahme, Translokation und Toxizität von Mikroplastik in Amphibien

• Antragstellerin: Dr. Katharina Ruthsatz
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen ; Biochemie und Physiologie der Tiere
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 533973724

Mikroplastik (MP) ist eine der am schnellsten wachsenden Quellen der Umweltverschmutzung aufgrund der weltweiten Zunahme des Plastikverbrauchs und die mangelhafte Entsorgung von Plastikabfällen. Durch die kontinuierliche Freisetzung sowie die Anreicherung von MP in allen Ökosystemen richtet sich die Aufmerksamkeit zunehmend auf die Folgen der Plastikverschmutzung für die Biodiversität. Die Aufnahme von MP kann zu einer Reihe schädlicher Auswirkungen auf das Verdauungs-, Hormon- und Nervensystem führen, welche letztendlich alle Vitalraten beeinträchtigen können. Zudem kann MP im Organismus akkumuliert werden. In Anbetracht der Tatsache, dass Amphibien weltweit starke Populationsrückgänge aufgrund von Störungen im Zusammenhang mit dem anthropogenen globalen Wandel verzeichnen, ist das Verständnis über die (öko-)toxikologischen Risiken von MP ein äußerst relevantes Forschungsthema für ihre Erhaltung. Diese Risiken sind für Amphibien noch weitestgehend unbekannt. Des Weiteren fehlen weitestgehend Untersuchungen zu den Auswirkungen des ökologisch relevanten, mit Biofilm besiedelten MP-Partikeln auf die Gesundheit von Tieren; diese fehlen gänzlich für Amphibien. Das geplante Projekt zielt darauf ab, die Toxizität von MP in Amphibien zu untersuchen. Es werden insbesondere die Auswirkungen von MP-Aufnahme über die Nahrung (d.h. Ingestion) in Amphibien (Larven, Metamorphlinge, juvenile Tiere) auf die Entwicklung, das Wachstum und den Stoffwechsel auf molekularer, zellulärer, organischer und organismischer Ebene untersucht. Zudem zielt diese Studie darauf ab, das Zusammenspiel von Umweltfaktoren, der Bildung von Biofilmen auf MP und den Auswirkungen von mit Biofilm besiedelten MP-Partikeln auf die Gesundheit von Amphibien zu untersuchen. Das Projekt basiert auf drei Arbeitspaketen, die als Laborexperimente durchgeführt werden: WP1 – die Untersuchung des Einflusses von Partikelgröße und Temperatur auf die Biofilmbesiedlung von MP-Partikeln, WP2 – die Untersuchung der Auswirkungen der MP-Aufnahme in Abhängigkeit von der Aufzuchttemperatur auf Wachstum, Entwicklung und Physiologie während und nach der Metamorphose anhand des afrikanischen Krallenfroschs (Xenopus laevis) sowie die mögliche Translokation von MP Partikeln und die damit einhergehende langfristige Akkumulation von MP bei Amphibien über alle Lebensstadien hinweg und WP3 – die Bewertung der MP-Aufnahme und kurzfristigen Akkumulation in verschiedenen Lebensstadien von Amphibien. Die Ergebnisse dieser Studie werden uns ermöglichen, die Auswirkungen von MP auf Amphibien besser zu verstehen und erste Schlussfolgerungen über die mögliche Bedrohung von Amphibienpopulationen durch MP zu ziehen. Die Ergebnisse können folglich als Grundlage für geeignete Schutz- und Handlungsstrategien genutzt werden, um langfristig die weitere Freisetzung von Plastikmüll in die Umwelt zu reduzieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen