Filtern Mikroben Strandwasser? Stanford-Studie zeigt ihre Verwundbarkeit gegenüber dem Klimawandel

Mikroben unter unseren Stränden spielen eine entscheidende Rolle im Küstenschutz, indem sie Schadstoffe filtern. Doch der Klimawandel könnte ihre Fähigkeit, Wasser zu reinigen, massiv gefährden.

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Wellenüberläufe können die empfindlichen mikrobielle Gemeinschaften stören.

Mikroben im Grundwasser unter unseren Stränden sind wahre unsichtbare Helden, die eine entscheidende Rolle für die Küstengesundheit spielen. Sie filtern Chemikalien und überschüssige Nährstoffe aus dem Grundwasser, bevor es ins Meer gelangt. Dadurch schützen sie die Küstengewässer vor schädlichen Algenblüten und tragen zur Aufrechterhaltung eines gesunden marinen Ökosystems bei.

Doch eine neue Studie, die von einem Team der Stanford University durchgeführt wurde, zeigt, wie der Klimawandel und der ansteigende Meeresspiegel diese mikrobielle Filterfunktion bedrohen könnten.

Mikrobielle Gemeinschaften im Untergrund der Strände

Die Forschung, die am Stinson Beach in Kalifornien durchgeführt wurde, beleuchtet das unsichtbare Leben unter der Strandoberfläche:

Mikrobielle Gemeinschaften, die sich in den sogenannten „subterranen Estuarien“ (Untergrund-Aquiferen) befinden, sind dafür verantwortlich, das Grundwasser zu reinigen, bevor es in den Ozean gelangt.

Diese Gemeinschaften umfassen eine Vielzahl von Mikroben, darunter Proteobacteria, Bacteroidota und das archaen DPANN-Superphylum. Ihre Aufgabe ist es, überschüssige Nährstoffe wie Stickstoff abzubauen, die aus natürlichen Quellen (z. B. verwesendem Pflanzenmaterial) oder menschlichen Aktivitäten (z. B. Landwirtschaftsabflüssen) stammen.

Stabilität und Herausforderungen der Mikroben

Die Stanford-Studie war besonders gründlich: Die Forscher sammelten über zwei Wochen hinweg Proben aus dem Untergrund-Aquifer von Stinson Beach, sowohl während der Regen- als auch der Trockenzeit.

Ihre Ergebnisse zeigen, dass die mikrobielle Gemeinschaft relativ stabil bleibt, selbst wenn sich die Gezeiten oder die Jahreszeiten ändern. Doch es gibt eine Ausnahme:

Wenn starke Wellen, sogenannte „Sneaker Waves“, den Strand treffen und Seewasser tief in den Aquifer eindringt, verändert sich die mikrobielle Zusammensetzung erheblich. Dies ist ein Prozess, den die Forscher als „Wellenüberlauf“ bezeichnen.

Solche Ereignisse stellen eine zunehmende Bedrohung dar, da sie häufiger auftreten werden, wenn der Meeresspiegel steigt und Sturmfluten häufiger werden. Diese Wellenüberläufe können die empfindlichen mikrobielle Gemeinschaften stören und ihre Fähigkeit, Nährstoffe zu filtern, beeinträchtigen.

Klimawandel als Bedrohung für das Ökosystem

Die Auswirkungen des Klimawandels auf diese Mikroben sind beunruhigend. Wellenüberläufe könnten nicht nur die mikrobielle Vielfalt verringern, sondern auch die Filterkapazität des gesamten Küstensystems beeinträchtigen.

Wenn die Mikroben ihre Rolle als „Filter“ verlieren, könnten schädliche Substanzen wie überschüssige Nährstoffe ungehindert ins Meer gelangen, was zu Algenblüten und einer Verschlechterung der Wasserqualität führen würde. Langfristig könnte dies zu einer dramatischen Verschlechterung der Küstengesundheit und der marinen Lebensräume führen.

Bedeutung für die Küstenschutzpolitik

Diese Studie unterstreicht die Notwendigkeit, die mikrobielle Gemeinschaft in den Küstenaquiferen als Teil der Küstenschutzstrategien zu berücksichtigen. Der Schutz und die Förderung dieser Ökosysteme sind entscheidend, um die Küstengesundheit angesichts des Klimawandels zu erhalten.

Die Forscher warnen, dass eine Verringerung der mikrobiellen Filterkapazität schwerwiegende Folgen für die Küstengewässer und das marine Leben haben könnte. Um die Küstenresilienz zu stärken, müssen Umweltplaner und politische Entscheidungsträger diese verborgenen „Filtrierer“ in ihre Strategien gegen den Klimawandel einbeziehen.

Quellen

  1. Bullington, J. A., Langenfeld, K., Phaneuf, J. R., Boehm, A. B., & Francis, C. A. (2024). Microbial Community of a Sandy Beach Subterranean Estuary is Spatially Heterogeneous and Impacted by Winter Waves. Environmental Microbiology.
  2. Stanford News. (2024). Hidden microbes protect coastal waters. Will they do their job as sea levels rise?