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Schwarzmalende Bakterien im Wattenmeer
31|07|2009
[Bild 1]: Schwarze Flecken im Wattenmeer auch am Wilhelmshavener Südstrand.
Unser Lokalblatt bringt von Zeit zu Zeit die nette Kolumne “Wattenmeer für Entdecker”. Darin wird vor allem über Tiere und Pflanzen berichtet. Es lohnt sich aber, auch einmal über Bakterien nachzudenken.
Häufig ist Wattliebhabern die Gegenwart eines gewaltigen Heeres an Bakterien nicht klar, zumal sie mit bloßem Auge nicht sichtbar sind. Ihre Präsenz und Aktivität lässt sich aber schon an Färbungen der Wattsedimente erkennen. Die meisten der im Watt vorkommenden Bakterien sind beileibe nicht, wie man sensibilisiert durch die Fäkalien am Südstrand denken mag, Bösewichter. Im Gegenteil, sie leisten überragende Arbeit für den großen Kreislauf der Stoffe. Über eine Gruppe, die sogenannten „Schwarzmaler“, soll hier berichtet werden.
Watten sind normalerweise an der Oberfläche gelb-braun gefärbt. Gräbt man den Wattboden auf, so sieht man, dass die Färbung je nach Sedimentart nach einigen Millimetern oder Zentimetern Tiefe in eine schwarze Zone übergeht. Diese wird als Reduktionszone bezeichnet. Verursacher der Schwarzfärbung sind Bakterien, die organisches Material im Sediment abbauen, dabei das im Seewasser gelöste Sulfat nutzen und zu Schwefelwasserstoff reduzieren. Im Zuge einer chemischen Reaktion des Schwefelwasserstoffs mit dem im Meerwasser allgegenwärtigen gelösten Eisen entstehen Eisenmonosulfide. Diese bilden eine schwarze Hülle um die Sedimentkörner.
Von oben einwirkender Sauerstoff oxidiert das reduzierte Material [daher die gelb-braune Färbung der Wattoberfläche]. Mit zunehmender Tiefe nimmt der Sauerstoffgehalt ab. Dort beginnt die Domäne der ‚Schwarzmaler’.
Die Zellen dieser auch als Sulfat-Reduzierer bezeichneten Bakterien sind mit einer Länge von etwa 0,001 mm zwar winzig, aber optimale Umweltbedingungen können eine Dichte von mehreren Millionen Zellen pro Milliliter Seewasser bewirken.
Optimale Bedingungen finden diese Lebewesen, wenn in einem Wattsediment der Sauerstoff nur noch in geringen Konzentrationen vorhanden ist oder gänzlich fehlt und organisches Material für die bakterielle Zersetzung verfügbar ist.
Sulfat-Reduzierer vermehren sich normalerweise erst unter der Wattoberfläche, aber wie so oft gibt es Ausnahmen; zum Beispiel, wenn die schwarze Innenzone bis zur Wattoberfläche in Form von dunklen bis schwarzen Flecken durchschlägt. Dieses Phänomen ist besonders auf hellem Sand zu beobachten. Ursache ist die Anreicherung eines sauerstoffarmen, mit reduzierenden Substanzen beladenen Porenwassers, das den ansonsten unterirdisch lebenden Bakterien die Vermehrung bis zur Oberfläche erlaubt.
Bild 1 zeigt einen dunklen Saum auf dem aufgespülten Sand am Südstrand von Wilhelmshaven. Hier ist es der Austrittshorizont des Porenwassers bei Niedrigwasser, der den Bakterien in einem ausgesprochen dünnen, mit reduzierenden Stoffen angereicherten Wasserfilm günstige Umweltbedingungen beschert, so dass sie ihre schwarz malende Tätigkeit bis zur Oberfläche ausdehnen können. Mit auflaufendem Wasser verschwindet das Phänomen häufig wieder.
Um es noch einmal zu sagen: diese Bakterien sind in keiner Weise gefährlich, sondern spielen eine ausgesprochen nützliche Rolle im Kreislauf der Stoffe. Probleme, die sich dennoch für unser ‚Welterbe’, den Lebensraum Watt, ergeben können, sind menschengemacht!
Schwarze Flecken an Wattoberflächen gelten als Symptome für Eutrophierung. ‚Trophie’ weist auf den Ernährungszustand hin, und die Silbe ‚eu’ auf ‚gut’ oder ‚weit’. Demnach bedeutet ‚eutrophiert’ ‚gut ernährt’. Das Wattenmeer der südlichen Nordsee ist inzwischen so hochgradig eutroph, dass es als Problemgebiet eingestuft wurde. Die klimabedingte Temperaturerhöhung des Meerwassers unterstützt diesen Teufelskreis.
Quelle des erhöhten organischen Eintrags ist zum einen ein verstärktes Algenwachstum in der Wassersäule. Hierauf können auch Schaumansammlungen an der Wasserlinie hindeuten [Bild 1]. Nach dem Absterben sinken die Algen zu Boden und liefern den dortigen Bakterien energiereiches organisches Material. Das Algenwachstum wird gefördert durch Düngungsrückstände aus der Landwirtschaft, die über Siele in das Wattenmeer gelangen, und durch anorganische Nährsalze aus Kläranlagen. Schließlich tragen ungeklärte kommunale Abwässer zur Eutrophierung bei.
Der Teufel lauert in einer komplexen Kette von Ursachen und Folgen. Aus den üblicherweise leicht zersetzbaren organischen Abwässern aus Kommunen und Sielen werden bakteriell anorganische Nährsalze wie Phosphat und Nitrat freigesetzt. Diese unterstützen das Algenwachstum. Als Folge der zunehmenden Ablagerung und Einarbeitung des Algenmaterials in den Boden wird Sauerstoff verbraucht.
Sauerstoffarmut am Boden begünstigt nicht nur die Ausbildung der auf die Sulfatreduzierer zurückgehenden schwarzen Flecken an der Oberfläche, sondern beeinträchtigt auch den Lebensraum bodenlebender Tiere. Da diese wiederum Nahrung für Fische sind, gehen Fangquoten zurück. Somit ist auch die regionale Fischerei von der zunehmenden Eutrophierung betroffen.
Globalforderungen nach Hilfe gegen die zunehmende Eutrophierung des Wattenmeeres überzeugen wenig. Wir müssen auch vor der eigenen Haustür aufräumen. Unsere Verantwortung liegt im lokalen Handeln.
Wer den Teufelskreis erkennt, muss der Einleitung ungeklärter Abwässer in das Wattenmeer ein absolutes Nein entgegensetzen. Selbst die oftmals zitierte Verdünnung mit Regenwasser hilft nicht, denn Eutrophierungsprozesse können im Gewässer bzw. am Boden auch dann ausgelöst werden, wenn die Zufuhr organischer Substanzen bei schneller Verdünnung nicht zur Konzentrationserhöhung führt [siehe Warnsignale aus Nordsee & Wattenmeer, Herausgeber Loz?n und andere, 2003].
Dr. Gisela Gerdes
Südstrand 68
26382 Wilhelmshaven
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