Giftige Cyanobakterien auf Wasserpflanzen: Bedeutung für das Gewässer-Monitoring
Cyanobakterien werden häufig mit sichtbaren, grünlichen Algenblüten in der Wassersäule assoziiert. Neuere Untersuchungen zeigen jedoch, dass diese Mikroorganismen auch auf Wasserpflanzen wachsen können, was eine unmittelbare Nähe zu Menschen und Tieren bedeutet. Eine umfassende Analyse von Daten aus 107 Gewässern, darunter der Tegeler See in Berlin, wurde vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) durchgeführt. Die Studie, veröffentlicht im Fachjournal BioScience, verdeutlicht, dass pflanzen-assoziierte Cyanobakterien bei der Überwachung oft übersehen werden, wenn der Fokus ausschließlich auf die freie Wassersäule gelegt wird.
Vorkommen und Verbreitung pflanzen-assoziierter Cyanobakterien
Während Cyanobakterien üblicherweise als frei im Wasser schwebende Organismen bekannt sind, existieren Arten, die direkt auf Wasserpflanzen siedeln. Einige dieser Arten produzieren neurotoxische Substanzen wie Anatoxine und Saxitoxine.
- Die Analyse umfasst 107 Süßwassersysteme in zwölf Ländern auf fünf Kontinenten.
- 97 Vorkommen stammen aus stehenden Gewässern wie Seen, Speichern und Teichen, zehn aus Fließgewässern.
- Die untersuchten Gewässer variieren stark in Größe (1 bis 30.400 Hektar) und Tiefe (1,8 bis 288 Meter).
- Auch in nährstoffarmen, oligotrophen Gewässern wurden pflanzen-assoziierte Cyanobakterien nachgewiesen.
Mindestens 24 Wasserpflanzenarten sind mit toxischen oder potenziell toxischen Cyanobakterien besiedelt, darunter untergetauchte, schwimmende und emers wachsende Pflanzen. Besonders häufig genannt werden Wasserpest (Hydrilla verticillata), Tausendblatt (Myriophyllum spicatum) und Hornblatt (Ceratophyllum demersum).
Herausforderungen für das Gewässer-Monitoring
Im Gegensatz zu frei schwebenden Cyanobakterien können pflanzen-assoziierte Formen kleinräumig und ungleichmäßig verteilt auftreten. Die routinemäßige Überwachung konzentriert sich jedoch meist auf die Wassersäule, wodurch diese Vorkommen leicht übersehen werden können, insbesondere in Uferzonen.
Wasserpflanzen, die durch Wellen oder Strömungen gelöst werden, können Cyanobakterien bis ans Ufer transportieren. Dort können sie dichte „Matten“ bilden. In Europa und Nordamerika wurden bereits Todesfälle von Hunderten Vögeln und mindestens 26 Hunden mit pflanzen-assoziierten Cyanobakterien in Verbindung gebracht.
Dr. Sabine Hilt vom IGB betont, dass pflanzen-assoziierte Cyanobakterien bislang weniger erforscht sind als frei schwebende Formen und dass eine umfassendere Überwachung notwendig ist, die auch die Lebensgemeinschaften auf Wasserpflanzen berücksichtigt.
Ökologische Bedeutung und Risiken
Pflanzen-assoziierte Cyanobakterien spielen eine Rolle in aquatischen Nahrungsnetzen. Pflanzenfressende Tiere nehmen sie mit der Nahrung auf, während Zooplankton und wirbellose Tiere die Biofilme abweiden. Erste Hinweise deuten auf eine Übertragung von Toxinen über die Nahrungsketten hin, jedoch sind Häufigkeit und Bedingungen für eine relevante Belastung von Tieren noch unzureichend erforscht.
Empfehlungen für zukünftige Untersuchungen
- Systematische Erhebungen sollten gezielt Wasserpflanzen auf Cyanobakterien und deren Toxine untersuchen.
- Molekularbiologische Methoden und chemische Analysen können helfen, toxische von nicht-toxischen Organismen zu unterscheiden und Einflussfaktoren für Wachstum und Toxinproduktion zu identifizieren.
- Der Einsatz ferngesteuerter Unterwasserfahrzeuge könnte die Erfassung kleinräumiger Vorkommen verbessern.
Unklar bleibt, welche Umweltbedingungen das Wachstum und die Toxinproduktion auf Wasserpflanzen fördern. Ebenso fehlen belastbare Daten zur Empfindlichkeit verschiedener Tierarten gegenüber diesen Toxinen und zur Weitergabe in aquatischen und terrestrischen Nahrungsnetzen. Ein generelles Gesundheitsrisiko für Menschen lässt sich aus den bisherigen Erkenntnissen nicht ableiten.
Methodische Grundlagen der Studie
Die Übersicht basiert auf der Auswertung von 148 Studien aus einer früheren Übersichtsarbeit sowie 206 Publikationen aus der Web of Science Core Collection. Zusätzlich wurden Literaturverzeichnisse von 34 relevanten Arbeiten gesichtet. Erfasst wurden unter anderem Gewässertyp, Größe, Tiefe, Trophiestatus, Wasserpflanzenarten, Cyanobakterien, nachgewiesene Toxine und dokumentierte Tiervergiftungen.
Da es sich um eine systematische Zusammenführung vorhandener Daten handelt, ist die Aussage zur globalen Verbreitung durch die verfügbare Literatur begrenzt. Viele Vorkommen wurden erst nach Tiervergiftungen entdeckt, und insbesondere Regionen mit geringer Forschungstätigkeit, wie Afrika, sind unterrepräsentiert.
Kontakt und weiterführende Informationen
Wissenschaftliche Ansprechpartnerin:
Dr. Sabine Hilt, IGB
https://www.igb-berlin.de/profile/sabine-hilt
Originalpublikation:
Sabine Hilt et al., „Aquatic plant-associated toxic cyanobacteria—a new threat to freshwater ecosystems“, BioScience, 2026, biag095
https://doi.org/10.1093/biosci/biag095
Weitere Informationen:
Giftige Cyanobakterien auf Wasserpflanzen
Hinweise für Hundehalter
Informationen zu Algen und Cyanobakterien
