Reifenabrieb verändert mikrobielles Leben

Mikroplastik aus Reifenabrieb verändert die Zusammensetzung bakterieller Biofilme im Rhein. Besonders größere, ältere Partikel führen zu geringerer Vielfalt und fördern bestimmte Bakterien. Das hat Folgen für Nährstoffkreisläufe und das gesamte Flusssystem.

Eine neue, interdisziplinäre Studie von Forschenden der Universitäten Duisburg-Essen und Köln hat erstmals systematisch untersucht, wie sich Mikroplastik aus Reifenabrieb auf die mikrobielle Welt im Rhein auswirkt. Hierfür wurden Partikel unterschiedlicher Größe, Altersstufe und Herkunft – von neuen und alten Pkw- sowie Lkw-Reifen – zusammen mit sterilen Sedimentkontrollen in 3D-gedruckten Kammern montiert und vier Wochen lang der natürlichen Strömung am Forschungsschiff "Ökologische Rheinstation" ausgesetzt. Ziel war es, reale Flussbedingungen nachzubilden, um die Bildung und Entwicklung von Biofilmen möglichst realistisch zu erfassen.

Bakterien werden gestört

Die Ergebnisse sind eindeutig. Die mithilfe von 16S-rRNA-Amplicon-Sequenzierung durchgeführte Analyse zeigte, dass Biofilme auf Reifenpartikeln eine deutlich geringere bakterielle Vielfalt aufweisen als jene, die sich auf natürlichen Sedimentpartikeln bilden.

Zwar gab es Überschneidungen in der Artenzusammensetzung, doch die Gesamtdiversität nahm ab – ein klares Signal dafür, dass Reifenabrieb nicht einfach eine neutrale Oberfläche bietet, sondern eine selektive Besiedlung durch bestimmte Bakterien fördert. Auffällig war, dass vor allem größere Partikel älterer Reifen eine besonders veränderte mikrobiologische Besiedlung zeigten. Auf ihnen wurden Gattungen wie Aquabacterium und Ketobacter überproportional häufig gefunden, während viele andere Arten in den Biofilmen deutlich zurückgingen.

Von der Mikroebene zum gesamten Fluss

Diese Veränderungen sind weit mehr als eine mikroskopische Randnotiz, denn Mikroorganismen spielen eine zentrale Rolle in aquatischen Ökosystemen. Sie zersetzen organisches Material, steuern Nährstoffkreisläufe und bilden die Grundlage für ganze Nahrungsketten. Verschiebt sich ihre Zusammensetzung, können sich Nährstoffflüsse und Abbauprozesse ändern – mit Auswirkungen, die bis zu Fischen und höheren Trophiestufen reichen können. "Wenn Reifenabrieb die Zusammensetzung dieser Biofilme verändert, betrifft das daher das gesamte Flusssystem", erklärt Studienleiterin Dana Bludau.

Die Ergebnisse ergänzen aktuelle Befunde des Landesamts für Natur, Umwelt und Klima NRW (LANUK), das hohe Belastungen des Rheins durch primäres Mikroplastik dokumentiert hat. Während sich die dortigen Analysen vor allem auf Eintragsmengen und Quellen konzentrieren, liefert die Studie der Universitäten Duisburg-Essen und Köln erstmals konkrete Hinweise auf die ökologischen Folgen von Reifenabrieb. Sie zeigt damit, dass es sich nicht nur um eine Frage der Partikelzahl handelt, sondern auch um die biologische Qualität der entstehenden Biofilme.

Mosaikstein bei Mikroplastikfolgen

Bislang wurden die ökologischen Auswirkungen von Mikroplastik in Flüssen kaum systematisch erforscht. Die vorliegende Untersuchung schließt eine wichtige Lücke, indem sie zeigt, dass Mikroplastik nicht nur physikalische oder chemische Effekte hat, sondern aktiv die biologische Struktur eines Ökosystems verändert.

Reifenabrieb ist einer der größten Eintragswege von Mikroplastik in die Umwelt. In Deutschland fallen nach Schätzungen jedes Jahr mehr als 100.000 Tonnen an. Er enthält nicht nur synthetisches Gummi, sondern auch Schwermetalle wie Zink, Blei oder Cadmium sowie Weichmacher und Antioxidantien, die ihrerseits toxische Wirkungen entfalten können.

In anderen Studien wurde bereits gezeigt, dass Reifenabrieb auch auf höhere Organismen wirkt: Zuckmückenlarven reagieren mit höherer Sterblichkeit, zudem werden Fruchtbarkeit und Eiablage reduziert. Die nun vorgelegten Ergebnisse belegen, dass der Effekt auf der mikrobakteriellen Ebene beginnt und damit potenziell die gesamte Nahrungskette beeinflussen kann.

Langfristig könnte die selektive Ansiedlung bestimmter Bakteriengattungen zu einer funktionellen Vereinheitlichung führen. Weniger Diversität bedeutet in ökologischen Systemen oft weniger Resilienz, also eine geringere Fähigkeit, Störungen wie Hochwasserereignisse oder Schadstoffeinträge abzufangen. Damit rückt der Reifenabrieb in eine Reihe mit anderen Belastungsfaktoren, die das ökologische Gleichgewicht der Flüsse verändern, und liefert zugleich einen Ansatzpunkt für künftige Regulierungen und Umweltstrategien.

Fazit

Mikroplastik aus Reifenabrieb ist nicht nur ein Mengenproblem ist, sondern gestaltet die Lebensgemeinschaften im Fluss aktiv um. Die reduzierte bakterielle Vielfalt und die Dominanz einiger weniger Arten auf größeren, älteren Partikeln zeigen, dass sich Biofilme auf künstlichen Oberflächen anders entwickeln als auf natürlichen. Das hat potenziell weitreichende Folgen für Nährstoffkreisläufe, Abbauprozesse und damit die gesamte Flussökologie. Reifenabrieb ist ein ernstzunehmender ökologischer Faktor, der künftig stärker in die Gewässer- und Umweltpolitik einbezogen werden muss.