Nanopartikel sind inzwischen in vielen Alltagsprodukten verbreitet – von Zahnpasta und Sonnencreme über Verbandsmaterial bis hin zu Funktionsbekleidung. Besonders häufig vertreten sind dabei Silber-Nanopartikel, die wegen ihrer antimikrobiellen Wirkung in vielen Medizinprodukten, aber auch Lebensmittelbehältern, Sportkleidung, Socken und sogar als Beschichtung in Waschmaschinen eingesetzt werden. Beim Waschen gelangen diese Nanopartikel dann in unser Abwasser.
Wasserflöhe als Indikatoren
Das Problem jedoch: Weil die Nanopartikel weniger als 100 Nanometer klein sind, werden sie von vielen Kläranlagen nicht vollständig aus dem Abwasser entfernt, die Effektivität der Filterung liegt je nach Anlage zwischen 50 und 99 Prozent. Dadurch gelangen Silber-Nanopartikel auch in die Flüsse und damit potenziell auch in die Nahrungsketten dieser Gewässer. Tatsächlich hatten frühere Studien schon nachgewiesen, dass Nanosilber selbst in geringen Konzentrationen offenbar den Fortpflanzungserfolg von Wasserflöhen (Daphnia sp.) verringert. Außerdem blieben die Wasserflöhe schon bei weniger als fünf Mikrogramm Nanopartikeln pro Liter kleiner als ihre Artgenossen.
Eine weitere mögliche Folge der Silber-Nanopartikel auf Wasserorganismen wie die Daphnien haben nun Sarah Hartmann von der Universität Siegen und ihre Kollegen untersucht. Sie wollten wissen, ob sich die Kontamination der Gewässer möglicherweise auch auf eine wichtige Abwehrmaßnahme der Wasserflöhe auswirkt. Denn um sich vor ihren Fressfeinden zu schützen, entwickeln einige Wasserfloharten lange Stacheln, spitze Helme oder Nackenzähne, wodurch sie ihren Feinden beim Fressen buchstäblich im Hals stecken bleiben. “Die Ausbildung dieser Stacheln, Helme oder Nackenzähne zur Feindabwehr wird durch sogenannte Kairomone gesteuert. Das sind chemische Signalstoffe, die Raubfische ins Wasser abgeben”, erklärt Hartmann. “Ist der Räuberdruck groß und die Kairomon-Konzentration im Wasser entsprechend hoch, bilden sie mit jeder Häutung größere Abwehrstrukturen aus.”
Überraschende Wirkung auf die zweite Generation
Für ihre Studie haben die Forscher getestet, ob sich diese Reaktion der Wasserflöhe auf die Raubfisch-Botenstoffe in Gegenwart von Silber-Nanopartikeln ändert. Dafür züchteten sie mehrere Generationen von Daphnien entweder in kontaminiertem oder sauberem Wasser und gaben regelmäßig typische Dosen der Raubfisch-Kairomone dazu. Der Gehalt der Silber-Nanopartikel variierte zwischen fünf und 20 Mikrogramm pro Liter Wasser – das sind Konzentrationen, wie sie in der Umwelt durchaus vorkommen können, wie Hartmann und ihre Kollegen erklären. Für jede Zuchtlinie der insgesamt mehr als tausend Daphnien untersuchten sie, ob die Tiere Abwehrstacheln ausbildeten und wie stark.
