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Forschungsergebnisse im Bereich Human- und Umwelttoxikologie der Universität Konstanz weisen den Zusammenhang von Erwärmung und vermehrter Toxizität von Blaualgen nach

Prof. Dr. Daniel Dietrich

Immer wieder müssen Seen oder Küsten gesperrt werden, weil sich Giftstoffe produzierende Blaualgen auf den Gewässern ausgebreitet haben. Prof. Dr. Daniel Dietrich hat in seiner Arbeitsgruppe für Human- und Umwelttoxikologie an der Universität Konstanz untersucht, wie sich eine Klimaerwärmung auf das Wachstum von Blaualgen auswirken kann. Bei Laborversuchen mit Blaualgenproben aus der Arktis und Antarktis ergab sich, dass bei einer Erhöhung der Temperatur die Diversität der verschiedenen Blaualgenarten zurückgeht, gleichzeitig aber mehr toxische Stoffe produziert werden. Ein Ziel der Forschung von Daniel Dietrich ist die Prognostizierbarkeit von Blaualgenwachstum in Gewässern und damit die Beratung hinsichtlich von Eingriffsmöglichkeiten durch den Menschen. Die Ergebnisse der Untersuchung sind in der aktuellen Ausgabe des Online-Journals „Nature Climate Change“ erschienen.

Ein bedeutender Teil der Forschung in der Arbeitsgruppe Human- und Umwelttoxikologie von Daniel Dietrich betrifft die Arktis und Antarktis. Blaualgen, auch als Cyanobakterien bekannt, aus diesen Erdregionen kommen in relativ einfachen Ökosystemen vor und sind daher für Versuche eher geeignet als die in den hoch komplizierten Ökosystemen unserer Breitengrade. In der Arktis und Antarktis wachsen die Blaualgen in bis zu einem halben Meter dicken Matten. Im Labor an der Universität Konstanz wurde ihr Verhalten bei Temperaturen von null, vier, acht, sechzehn und vierundzwanzig Grad untersucht. „Von den Temperaturen in unseren Versuchen über acht Grad sind wir in den Polarregionen natürlich weit entfernt. Wir wollten im Labor die Entwicklung der Erderwärmung beschleunigen und Extreme setzen“, erklärt Daniel Dietrich das Vorgehen. Als ein Ergebnis dieser Exposition ergab sich ein Rückgang der Vielfalt innerhalb der verschiedenen Arten von Cyanobakterien und somit eine Artenverarmung. Gleichzeitig haben die Arten, die Giftstoffe produzieren, zugenommen. Sei es, dass sich die Microcystin produzierenden Arten bei höherer Temperatur besser halten können, sei es, dass giftige Arten, die sich bei niedrigeren Temperaturen nicht optimal entwickeln, mit der Temperaturerhöhung einen Wachstumsschub erfahren. „Das würde bedeuten, dass wir bei einer Temperaturerhöhung von zwei bis drei Grad einen Selektionsdruck zugunsten toxischer Blaualgenarten erzeugen würden. Wenn man das in die Zukunft weiterdenkt und sich dies auf unsere Breitengrade übertragen lässt, könnte ein vermehrtes Wachstum toxischer Blaualgen auch beispielsweise Probleme mit der Trinkwasserversorgung bringen“, so die Überlegungen des Toxikologen.

In der Gegenwart behandelt Daniel Dietrich Anfragen von Behörden und Gemeinden, die bei ihm Rat suchen, was im Fall eines Sees zu unternehmen ist, in dem die Blaualgen Überhand genommen haben. Handelt es sich um einen einmaligen Vorgang oder muss in Renaturierungsmaßnahmen oder Ähnliches investiert werden, um eine Wiederholung zu verhindern? Die Forschung des Biologen zielt darauf ab, künftig Antworten auf solche Fragen liefern zu können.

Originalveröffentlichung: Julia Kleinteich, Susanna A. Wood, Frithjof C. Küpper, Antonio Camacho, Antonio Quesada, Tancred Frickey, and Daniel R. Dietrich: Temperature-related changes in polar cyanobacterial mat diversity and toxin production. Nature Climate Change, 2 (2012).