Utricularia vulgaris, Gewöhnlicher Wasserschlauch, wird dank der Saugfallen, die er unter Wasser hat, oft als fleischfressende Pflanze bezeichnet. Jüngste Forschungen haben vorgeschlagen, dass es besser sein könnte, die Pflanzen als Allesfresser zu bezeichnen Sie können auch andere Pflanzen fressen. Sie fressen alles, was sie im Wasser finden. Das kann ein Problem sein wenn das Wasser Mikroplastik enthält, hemmen ihr Wachstum. Hongwei Yu und Kollegen haben sich das angeschaut Utricularia vulgaris um zu sehen, wie sich Mikroplastik auf sie auswirkt. Sie züchteten die Pflanzen in unterschiedlichen Mikroplastikkonzentrationen mit unterschiedlichen Nährstoffgehalten.

Sie fanden heraus, dass Mikroplastik die mit Fallen verbundene mikrobielle Gemeinschaftsstruktur und -diversität signifikant veränderte. Die Pflanzen hatten eine geringere relative Wachstumsrate, Sprosslänge und Chlorophyllgehalt. Gleichzeitig stiegen die Aktivitäten der Enzyme Superoxiddismutase und Peroxidase, um mit dem Stress fertig zu werden. Sie fanden heraus, dass die Pflanzen nicht einfach waren adsorbierend Mikroplastik; sie sammelten sie auch in ihren Blasen an.

Die Autoren schlussfolgern: „Hohe Nährstoffgehalte könnten ein Faktor bei der Linderung von Depressionen durch Mikroplastik-Exposition sein … Es besteht die Möglichkeit, dass U. vulgaris zur Phytoremediation verwendet werden könnte.“

Wenn Botaniker von Phytoremediation sprechen, sprechen sie normalerweise von Hyperakkumulatoren. Dies sind Pflanzen, die Schwermetalle aus dem Boden aufnehmen können, um ihn zu reinigen. Samantha Lott bei Lab Roots hat festgestellt, dass sich jetzt ein paar Leute umschauen Wasserpflanzen als Werkzeug zur Phytosanierung von Mikroplastik. Eine weitere Studie, die sie hervorhebt, betrifft Seegras, Yachthafen von Zostera, und die Bakterien, die darauf leben.

Lingchao Zhao und Kollegen untersucht wie Mikroplastik mit Seegraswiesen interagiert. Sie fanden heraus, dass sich im Sediment von Seegraswiesen Mikroplastik ansammelte, also versuchten sie herauszufinden, wie das passiert ist. Es stellt sich heraus, dass der Prozess damit beginnt, dass sich die Kunststoffe an den Blättern von Seegras verfangen und einen Biofilm bilden, der über Gras wächst, ähnlich wie Plaque auf Zähnen wächst. Dieser Biofilm entwickelt sich dann zu einem Flocke, das wie ein frei schwebender Film Mikroplastik einfangen kann und schließlich dazu führt, dass es im Sediment versinkt.

Der Schlüssel zur Filmbildung scheinen zwei Bakterien zu sein, die auf der Pflanze wachsen, Vibrio und Exiguobakterium. Das Team fand heraus, dass die Isolierung dieser Bakterien dazu führen könnte, dass die Konzentration von suspendiertem Mikroplastik innerhalb von 95 Stunden um XNUMX % sinkt. Daher könnte auch das Anpflanzen von Seegraswiesen und das regelmäßige Sammeln des Sediments dazu beitragen, Mikroplastik aus dem Wasser zu entfernen.

Die Suche nach Pflanzen und Mikroplastik ist eine mühsame Aufgabe. Sie erhalten alle Ergebnisse zu Abfallbehandlungsanlagen, die Mikroplastik als Problem sehen, und nur sehr wenige Hinweise auf grüne Pflanzen. Diese Verwirrung ist der Grund Phytosanierung ist so ein hilfreicher Begriff. Sowohl Industrieanlagen als auch Grünpflanzen können Mikroplastik herausfiltern – aber eine Industrieanlage leistet dabei keine Phytosanierung.

Eine Suche zeigt zwei weitere aktuelle Studien zur Phytoremediation von Mikroplastik. Auta und Kollegen prüfen wie Mangrovenumgebungen helfen können. Wie bei der Seegrasstudie stellten sie fest, dass es nicht die Pflanze ist, die das Mikroplastik bekämpft, sondern die Pflanze eine Umgebung für die Mikroben bietet, die ihre Arbeit aufnehmen können. Wie bei der Seegrasstudie bildeten Bakterien mit den Kunststoffen einen Biofilm, um sie abzubauen. Die Autoren glauben, dass eine Reihe von Faktoren im Boden, darunter Hitze, Feuchtigkeit und Salzgehalt, zusammen mit den Mangroven dazu beitragen, den plastikverdauenden Mikroben ein Zuhause zu bieten.

Im Gegensatz zu den anderen neueren Studien betrachten Kat Austen und Kollegen das Potenzial der Phytoremediation in einem terrestrischen Kontext. Sie untersuchten Einschluss von Mikroplastik in Birkenwurzeln. Das Team baute Silberbirke an, Betula pendula, in Töpfen mit Mikroplastikkügelchen zwischen fünf und fünfzig Mikrometern Größe. Nach fünf Monaten untersuchten sie die Wurzeln der Setzlinge mit Fluoreszenz- und konfokaler Laser-Scanning-Mikroskopie.

Die Botaniker fanden Partikel zwischen fünf und zehn Mikrometern in den Seitenwurzeln der Pflanzen. Es ist nicht klar, wie die Partikel in die Wurzel eindrangen und sich durch die Wurzel bewegten, aber das Fehlen größerer Partikel weist auf einen Schwellenwert für den Mechanismus hin. Austen und Kollegen kommen zu dem Schluss, dass ihre Studie frühere Arbeiten ergänzt, bei denen Silberbirke zur Phytoremediation von chemischen Schadstoffen verwendet wurde.

Allen Forschungen gemeinsam ist, dass eine Balance zwischen Akkumulation und Toxizität gefunden werden muss. Einfach mehr Nährstoffe auf eine Pflanze zu werfen, um die Toxizität zu überwinden, wird wahrscheinlich ein Umweltproblem gegen ein anderes tauschen. Die Züchtung von Merkmalen zur Kompensation der Toxizität bleibt jedoch möglich. Wenn dies in Zukunft geschieht, wird es auf diesen frühen Schritten aufbauen.

FORSCHUNGSARTIKEL

Austen, K. et al. (2022) „Einschluss von Mikroplastik in Birkenwurzeln“, Die Wissenschaft der gesamten Umwelt, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.152085

Auta, HS et al. (2022) „Verstärkter mikrobieller Abbau von PET- und PS-Mikroplastik unter natürlichen Bedingungen in Mangrovenumgebung“, Zeitschrift für Umweltmanagement, https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.114273

Ju, H. et al. (2022) „Einfluss von Mikroplastik auf die Nahrungssuche, Photosynthese und das Verdauungssystem submerser fleischfressender Makrophyten unter niedrigen und hohen Nährstoffkonzentrationen“, Umweltverschmutzung, https://doi.org/10.1016/j.envpol.2021.118220

Zhao, L. et al. (2022) „Seegras (Zostera marina) und seine epiphytischen Bakterien erleichtern das Absinken von Mikroplastik im Meerwasser“, Umweltverschmutzung, https://doi.org/10.1016/j.envpol.2021.118337