Die Rolle von Biofouling und mikrobieller Besiedlung bei der Bestimmung des Schicksals von Makroplastik in Süßgewässern

Warum Flussplastik nicht einfach davontreibt

Wenn wir uns Plastikverschmutzung vorstellen, denken wir oft an Flaschen und Tüten, die ins Meer treiben. Viele dieser Gegenstände kommen jedoch nie so weit. In Seen, Teichen und langsamen Flüssen kann Plastik zu einer winzigen, lebenden Insel für Mikroben werden. Dieses verborgene Wachstum kann darüber entscheiden, ob ein Becher, eine Tüte oder ein Deckel weiter schwimmt, auf den Grund sinkt oder zerfällt, und damit bestimmen, wo sich Plastik anreichert und wie es das Wasserleben beeinflusst.

Alltagsmüll in einem Versuchsteich

Um zu untersuchen, was mit gängigen Plastikgegenständen in Süßwasser passiert, richteten Forschende große Innenbecken ein, die einen urbanen Teich von Herbst bis frühen Winter nachahmten. Jedes Becken erhielt einen Typ intakten Makroplastiks, etwa Einkaufstüten, Trinkbecher, Kaffeedeckel oder Strohhalme – ähnlich dem Müll, der oft entlang von Flussufern zu sehen ist. Über 12 Wochen verfolgten sie, wie sich schleimige Beläge, sogenannte Biofilme, auf jedem Plastik bildeten, wie sich die Zusammensetzung der Mikroben veränderte und ob die Teile schwammen oder sanken.

Eine lebende Haut, die die Auftriebskraft verändert

Über alle Gegenstände hinweg besiedelten Bakterien und Algen das Plastik rasch und wuchsen dann zu dickeren Schichten heran. Rauere Oberflächen, wie bestimmte dichte Tüten und Polystyrol-Deckel, unterstützten besonders dichten Bewuchs. Bei den meisten Kunststoffen erreichte der Biofilm etwa um Woche acht einen Höhepunkt, bevor er sich stabilisierte oder abnahm. Obwohl Bakterien und Cyanobakterien zahlreich waren, machten Algen etwa 99 Prozent der Biofilmdicke aus und bildeten eine grüne Schicht, die spürbar Gewicht hinzufügte. Mit der Verdickung dieser lebenden Haut begannen viele zunächst treibende Gegenstände zu sinken. Dünne, leichte Tüten waren am stärksten betroffen, weil schon eine moderate Zusatzmasse das Gleichgewicht kippen und sie nach unten ziehen konnte, während schwerere Becher und Deckel weniger leicht untergetaucht wurden.

Wer sich auf Plastik ansiedelt

Die mikroskopische Gemeinschaft auf dem Plastik veränderte sich im Zeitverlauf. Anfangs dominierten einige wenige Bakteriengruppen, die dafür bekannt sind, an Oberflächen zu haften und manchmal Kunststoffe zu zersetzen. Im Verlauf der Wochen wurde die Gemeinschaft vielfältiger und Algen sowie später einsetzende Bakterien übernahmen. Diese Veränderungen wurden stärker durch Wasserbedingungen wie Sauerstoffgehalt, Licht und Nährstoffe gesteuert als durch die Art des Plastiks. Biologisch abbaubare und konventionelle Kunststoffe beherbergten überraschend ähnliche Mikrobengemeinschaften. Zwar traten in frühen Stadien potenzielle plastikabbauende Bakterien auf, ihre Häufigkeit nahm jedoch ab, was darauf hindeutet, dass sie unter realistischen, teichähnlichen Bedingungen große Gegenstände nicht schnell zersetzen können.

Wasserqualität steuert die Plastosphäre

Mithilfe statistischer Werkzeuge zeigte das Team, dass Verschiebungen in der Wasserqualität mehr von den Unterschieden zwischen den mikrobischen Gemeinschaften erklärten als die Wahl des Plastiks allein. Abnehmendes Licht und fallende Temperaturen im Verlauf der Saison sowie veränderte Nährstoffverhältnisse bestimmten, welche Mikroben auf dem Plastik gedeihen konnten. Gleichzeitig veränderten die Kunststoffe und ihre Biofilme das umgebende Wasser, etwa durch Beeinflussung des Sauerstoffgehalts. Diese Wechselwirkung bedeutet, dass Plastik sowohl von als auch mit der winzigen Lebenswelt in Süßgewässern geformt wird.

Was das für verborgene Plastiksenken bedeutet

Am Ende des Experiments waren sechs der acht getesteten Plastikteile gesunken, was zeigt, dass viele Müllstücke in realen Seen und Teichen eher auf dem Grund als weit draußen landen. Die Studie macht deutlich, dass Rauheit, Form und Gewicht eines Objekts zusammen mit algendominanten Biofilmen und lokalen Wasserbedingungen seinen Weg bestimmen. Da sich diese großen Gegenstände später in kleinere, leichter verschluckbare Partikel zersetzen können, ist das Verständnis dieser frühen Absinkphase entscheidend. Für die Öffentlichkeit bedeutet das: In Kanäle oder Teiche geworfenes Plastik wird nicht einfach ins Meer gespült, sondern kann sich still in angrenzenden Sedimenten ansammeln und die Wasserqualität sowie die dort lebenden Organismen beeinträchtigen.

Zitation: Gebreyohanes Belay, B.M., Koelmans, A.A. & de Senerpont Domis, L.N. The role of biofouling and microbial colonization in shaping macroplastic fate in freshwaters. Nat Water 4, 610–620 (2026). https://doi.org/10.1038/s44221-026-00629-6

Schlüsselwörter: Plastikverschmutzung in Süßgewässern, Biofilm, Makroplastik, mikrobielle Gemeinschaften, Plastiksinken