Mikro- und Nanokunststoffe belasten Nutzpflanzen wie Salat und Karotten, wie die Doktorandin Laura Julia Zantis an der Universität Leiden herausfand. Dies kann zu vermindertem Wachstum und einem geringeren Nährwert führen, so die Universität.
Biologisch abbaubare Kunststoffe haben denselben Effekt, wahrscheinlich aufgrund der Chemikalien, die sie während des Abbaus freisetzen.
Zantis untersuchte, wie Mikro- und Nanokunststoffe (die noch kleineren Partikel) das Wachstum von Gerste, Weizen, Karotten und Salat beeinflussen. Auf der Grundlage mehrerer Experimente kam sie zu dem Schluss, dass die Stressreaktion dieser Pflanzen unverkennbar ist. Vor allem auf molekularer Ebene seien die Folgen erheblich. Die Nutzpflanzen produzieren Stresshormone und aktivieren ihre Abwehrmechanismen.
Blattpflanzen wie Karotten und Salat schienen am stärksten zu leiden. Die Monokotyledonen wie Gerste und Weizen schienen etwas widerstandsfähiger zu sein. Aber alle hatten einen geringeren Nährwert, nachdem sie Kunststoffpartikeln im Boden ausgesetzt waren. „Wenn das Immunsystem ständig aktiviert ist, kostet das viel Energie und Nährstoffe”, erklärt Zantis.
Ihre Forschung bestätigte, was frühere Studien bereits angedeutet hatten: Kunststoffe haben negative Auswirkungen auf Pflanzen, insbesondere auf biochemischer Ebene. Aber Zantis ging noch einen Schritt weiter, indem sie vier verschiedene Arten in eine Studie einbezog und die Auswirkungen biologisch abbaubarer Kunststoffe untersuchte.
Die Experimente mit biologisch abbaubaren Kunststoffen führten zu überraschenden Ergebnissen. In einem Fall waren die negativen Auswirkungen biologisch abbaubarer Kunststoffe größer als die herkömmlicher Kunststoffe. In einem anderen, über einen längeren Zeitraum durchgeführten Experiment war das Gegenteil der Fall. Dies deute darauf hin, dass biologisch abbaubare Kunststoffe Pflanzen Stress verursachen, wenn sie sich auflösen und dabei Chemikalien freisetzen. Herkömmliche Kunststoffe werden nie vollständig abgebaut und haben eine länger anhaltende Wirkung.
Während ihrer Promotion führte die Forscherin aus Leiden drei Arten von Experimenten durch. Im ersten, dem sogenannten Hydroponik-Experiment, ließ sie Samen in mit Kunststoffpartikeln kontaminiertem Wasser keimen und wachsen. „Das ist jedoch nicht sehr realistisch“, sagt Zantis. Echte Pflanzen wachsen in Erde, und die Kunststoffpartikel, denen sie begegnen, sind keine perfekten Kugeln wie die im Labor verwendeten.
Deshalb versuchte sie, in der zweiten und dritten Art von Experimenten eine natürlichere Situation nachzuahmen. Zunächst züchtete sie Samen etwa drei Wochen lang in kleinen Erdtöpfen. Im dritten Experiment wuchsen die Pflanzen drei Monate lang unter noch realistischeren Bedingungen, mit Regenwürmern und Springschwänzen (einer Insektenart).
Sorge um Auswirkungen auf Verbraucher
Als Zantis mit ihrer Doktorarbeit begann, war sie überrascht, wie wenig Forschung zu Mikro- und Nanokunststoffen im Boden betrieben worden war. Die meisten Studien konzentrierten sich auf Kunststoffe in Gewässern wie Flüssen und Meeren. „Der Boden ist komplexer“, räumt die Doktorandin ein. Im Gegensatz zu Wasser ist der Boden voller organischer Stoffe, Mineralien und lebender Organismen. Aber der Boden ist von großer Bedeutung, da er der Ursprungsort eines Großteils unserer Nahrungsmittel ist. Darüber hinaus werden Kunststoffe in der Landwirtschaft häufig verwendet, bspw. in Form von Folien. Diese können in den Boden gelangen.
Die Forschung werfe neue Fragen darüber auf, wie sich durch Kunststoffe verursachter Stress bei Nutzpflanzen auf die menschliche Gesundheit auswirken könnte. Gestresste Pflanzen produzieren möglicherweise weniger Früchte oder Früchte von geringerer Qualität. „Der verringerte Nährwert könnte sich letztendlich auf die Verbraucher auswirken“, sagt Zantis.
Es gebe auch Bedenken, dass Kunststoffpartikel selbst über Nutzpflanzen oder auf andere Weise in unseren Körper gelangen könnten. Eine Studie mit Schnecken habe ergeben, dass die meisten Kunststoffpartikel ausgeschieden werden. „Aber die Chemikalien könnten in unserem Körper verbleiben“, warnt Zantis. „Sie könnten die Signalübertragungsfunktionen der Zellen in unserem Körper beeinträchtigen.“
