Bewertung der übersehenen Wechselwirkung zwischen bakteriellen Gemeinschaften und Antibiotika in der Oberflächenmikroschicht von Küstengebieten

• Antragstellerin: Adenike Adenaya, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie ; Analytische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 553816530

Antibiotika und andere pharmazeutische Verbindungen sind aufgrund ihrer Persistenz und Bioakkumulation in Gewässern bedenkliche Schadstoffe. Der weltweite Antibiotikaverbrauch ist zwischen 2000 und 2015 um 65 % gestiegen und wird bis 2030 voraussichtlich um bis zu 200 % zunehmen. Dies stellt eine Bedrohung für die biologische Vielfalt und die ökologische Integrität der Ozeane und Küstengewässer dar. Zahlreiche Studien haben das Vorhandensein von Antibiotika und ihre Auswirkungen auf Bakteriengemeinschaften in Süß- und Küstengewässern untersucht. Es gibt jedoch eine Wissenslücke in Bezug auf die Wechselwirkung und Dynamik zwischen Antibiotika und Bakteriengemeinschaften in der Mikroschicht der Meeresoberfläche (SML) von Küstengewässern. Die SML ist eine schwierige und komplexe Umgebung, in der mikrobielle Gemeinschaften anthropogenen Schadstoffen wie Schwermetallen, polyaromatischen Kohlenwasserstoffen und Mikroplastik ausgesetzt sind. Die Einführung von Antibiotika in die Umwelt stellt eine zusätzliche Belastung für die bakteriellen Gemeinschaften dar. Ziel dieser Studie ist es, die Auswirkungen von Antibiotika auf die Struktur, Funktion, Vielfalt und Dynamik bakterieller Gemeinschaften in der SML von Küstengewässern zu untersuchen. Die Studie wird sich speziell auf die Ostsee (Deutschland) und den tropischen Atlantik auf den Kapverden konzentrieren. Die Studie verfolgt zwei Hauptziele. Erstens sollen die Konzentrationen der Zielantibiotika und anderer pharmazeutischer Verunreinigungen im SML und dem entsprechenden Grundwasser analysiert und die hydrodynamischen Bedingungen untersucht werden, die ihre Anreicherung im SML von Küstengebieten fördern könnten. Zweitens werden die Reaktionen der Bakteriengemeinschaften auf die Expositionsszenarien bewertet und die potenziellen Auswirkungen auf die Struktur, Funktion und Vielfalt der Bakteriengemeinschaften im SML und im darunter liegenden Wasser der beiden Küstengebiete untersucht. Die Studie wird an verschiedenen Standorten mit unterschiedlichem menschlichen Einfluss durchgeführt, um "natürliche" Werte und vom Menschen verursachte Auswirkungen zu bewerten, sowie in Gewässern mit deutlich unterschiedlichen biogeochemischen Bedingungen. Zu diesen Standorten gehören die Ostsee (Deutschland) und die tropischen Gewässer um den Kapverdischen Archipel, insbesondere auf der Insel São Vicente (Kap Verde). Mit Hilfe von Mesokosmen-Experimenten sollen die hydrodynamischen Bedingungen, wie z. B. die Temperatur, untersucht werden, die die Anreicherung der Zielverbindungen in der SML erleichtern könnten. Darüber hinaus werden in Laborexperimenten die Auswirkungen von Antibiotika auf die Zusammensetzung und die Funktionen von Bakteriengemeinschaften in der SML und im darunter liegenden Wasser von Küstengebieten untersucht. Das Forschungsprojekt setzt analytische Chemie sowie zelluläre und molekulare Methoden ein, um seine Ziele zu erreichen.

• DFG-Verfahren: WBP Stelle