Plastikverschmutzung schädigt Bienen

Übersichtsstudie in Nature Communications zeigt erstmals systematisch
die Auswirkungen von Nano- und Mikroplastik auf Bienen.
• Bienen und andere Nutzinsekten nehmen Nano- und Mikroplastik über
Nahrung und Luft auf. Das kann zu organischen Schäden und
Verhaltensänderungen führen und ihre Funktionen als Bestäuber und
Schädlingsbekämpfer beeinträchtigen.
• Die Ablagerung von Plastikpartikeln auf Böden birgt – vor allem in
Wechselwirkung mit anderen Umweltbelastungen – Risiken für die Funktion
von Agrarlandschaften und die globale Ernährungssicherheit

Nano- und Mikroplastikpartikel (NMP) belasten zunehmend urbane und
ländliche Landschaften, wo Bienen und andere Nutzinsekten mit ihnen in
Kontakt kommen. Nehmen die Insekten Plastikpartikel über die Nahrung oder
die Luft auf, kann das ihre Organe schädigen und Verhaltensveränderungen
verursachen, sodass sie wichtige ökologische Funktionen wie die Bestäubung
und Schädlingsbekämpfung nicht länger gut erfüllen können. Die
Plastikverschmutzung birgt daher erhebliche Risiken für die Artenvielfalt,
die landwirtschaftliche Produktion und die globale Ernährungssicherheit.
Das sind die zentralen Erkenntnisse einer neuen Übersichtsstudie im
Journal Nature Communications, die von einem internationalen Team unter
Beteiligung der Universität Freiburg erstellt wurde.

Plastik gelangt aus Folien, Düngemitteln, Wasser und Luft auf Ackerböden

Mikroplastikpartikel sind zwischen einem Mikrometer und fünf Millimeter
groß, noch kleinere Partikel werden als Nanoplastik bezeichnet. Während
die schädlichen Effekte von NMP in Gewässern und für einzelne Arten gut
dokumentiert sind, fehlte es bislang an systematischen Übersichtsarbeiten,
wie sich die Partikel auf Agrarökosysteme auswirken. Um diese Lücke zu
schließen, fassten die Autor*innen der Übersichtsstudie nun erstmals 21
bereits veröffentlichte Einzeluntersuchungen zusammen. Ihr Interesse galt
dabei besonders der Frage, wie Bestäuberinsekten und andere Nützlinge mit
NMP in Kontakt kommen und welche Folgen die Aufnahme der Partikel für die
Insekten, aber auch für die von ihnen abhängigen Ökosysteme und die
landwirtschaftliche Produktion hat.

So konnten die Forschenden zunächst verschiedene Quellen identifizieren,
aus denen NMP auf landwirtschaftlich genutzte Flächen gelangen, darunter
Plastikfolien, Düngemittel, verschmutztes Wasser und atmosphärische
Ablagerungen. Die Plastikpartikel reichern sich in Böden an und werden von
Bestäubern und von Nutzinsekten, die für die Schädlingsbekämpfung wichtig
sind, über die Luft und die Nahrung aufgenommen oder im Nestbau verwendet.

Schädigung der Bienen könnte zu sinkender landwirtschaftlicher Produktion
führen

Durch die Aufnahme von NMP könne es bei Bienen beispielsweise zu Schäden
am Verdauungssystem, zur Schwächung des Immunsystems und zu
Verhaltensänderungen kommen, stellen die Studienautor*innen fest. Dadurch
würden die Bienen beispielsweise anfälliger für Krankheiten und könnten
Pflanzen möglicherweise weniger effektiv bestäuben. „Wir finden
Mikroplastik im Darm von Bienen und sehen, wie Wildbienen Plastik zum
Nestbau nutzen. Wir müssen daher dringend erforschen, welche
Wechselwirkung dies mit anderen Stressoren, wie dem Klimawandel, für die
Bienen und ihre Bestäubungsleistungen hat“, sagt Prof. Dr. Alexandra-Maria
Klein, Ko-Autorin der Studie und Professorin für Naturschutz und
Landschaftsökologie an der Universität Freiburg. Eine sinkende
Bestäubungsleistung wirkt sich nachteilig auf den Ertrag von Nutzpflanzen
aus. Die Plastikverschmutzung könne so bestehende Unsicherheiten bei der
globalen Nahrungsmittelversorgung weiter verschärfen, warnen die
Forschenden.

Wechselwirkungen mit anderen Umweltstressoren verstärken das Problem

Darüber hinaus verstärken NMP auch die Gefahren, die von anderen
Umweltstressoren wie Pestiziden, chemischer Verschmutzung, Pilzen und
Krankheitserregern ausgehen. In einigen Gebieten bildeten sich
beispielsweise „Hotspots“ der Wechselwirkung zwischen Plastikpartikeln und
schädlichen Viren. Solche Interaktionen könnten zu besonders
gravierenderen Effekten von NMP auf Bestäuber und damit auf die Stabilität
des Nahrungsmittelsystems führen.

Die Forschenden betonen jedoch auch die Beschränkungen ihrer
Übersichtsarbeit. So gäbe es kaum Daten zu wichtigen Bestäubern und
Nützlingen wie Hummeln und Marienkäfern. Auch sei es bei der derzeitigen
Datenlage nicht möglich, die Wirkungen verschiedener NMP-Größen und
-Mengen differenziert zu beschreiben. Um das wachsende Problem der
Plastikverschmutzung besser zu verstehen und Lösungen dafür finden zu
können, brauche es dringend weitere Forschungsarbeiten. „Schon jetzt ist
aber klar: Die Plastikverschmutzung muss dringend politisch gesteuert
werden“, sagt Klein.

An der Studie waren Forschende der Westlake University (Hangzhou/China),
der Zhejiang University, (Hangzhou/China), der Fudan University
(Shanghai/China) sowie der Universitäten Freiburg und Tübingen beteiligt.

Faktenübersicht:
• Originalpublikation: Dong Sheng, Siyuan Jing, Xueqing He, Alexandra-
Maria Klein, Heinz-R. Köhler & Thomas C. Wanger (2024). Plastic pollution
in agricultural landscapes: an overlooked threat to pollination,
biocontrol and food security. In: Nature Communications 15, 8413. DOI:
10.1038/s41467-024-52734-3
Zur Originalpublikation: https://doi.org/10.1038/s41467-024-52734-3
• Alexandra-Maria Klein ist seit 2013 Professorin für Naturschutz und
Landschaftsökologie an der Fakultät für Umwelt und Natürliche Ressourcen
der Universität Freiburg. Im Zentrum ihrer Forschung stehen Fragen nach
dem Zusammenspiel von Ökosystemen und Biodiversität, wie zum Beispiel nach
der Rolle von Bienenvielfalt für die Bestäubung in sich verändernden
Ökosystemen.