Nahrungskette: den Giften auf der Spur

Wir sind erkältet und nehmen zum Beispiel Paracetamol. Doch über die Nahrungskette kommt das Medikament unter Umständen zu uns zurück. Diesen Kreislauf untersuchen derzeit tschechische Wissenschaftler.

Illustrationsfoto: Pete Linforth, Pixabay / CC0

Pavel Klouček (Foto: Archiv der Landwirtschaftlichen Hochschule in Prag)

Der Agrarbiologe Pavel Klouček von der Landwirtschaftlichen Hochschule in Prag erläutert den Ansatz:

„Wir leben in einer gewissen Umwelt. Doch die wenigsten von uns machen sich klar, dass diese heutzutage von landwirtschaftlichen Flächen dominiert wird. Und alles, was dort als Lebensmittel und Futtermittel angepflanzt wird, landet letztlich wieder bei uns Menschen.“

So funktioniert also unsere Nahrungskette. Und diese erforschen Wissenschaftler aus der tschechischen Hauptstadt derzeit in Modellversuchen. Im Mittelpunkt steht dabei die Frage, wie Pflanzen einzelne Stoffe aufnehmen und weitergeben. Unter die Lupe kommen sowohl Schadstoffe wie etwa Cadmium oder Blei, als auch wichtige Nährstoffe wie etwa Kalzium, Magnesium oder Selen. Pavel Tlustoš leitet das Exzellenzzentrum der Landwirtschaftlichen Hochschule, an dem die Forschungsreihen stattfinden:

Rhizosphäre (Quelle: Smartse, Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0) - A: bakteriophage Amöbe, BL: energielimitierte Bakterien, BU: nicht energielimitierte Bakterien, RC: wurzelabgeleiteter Kohlenstoff, SR: abgelöste Zellen der Rhizodermis, F: Pilz-Hyphen, N: Fadenwurm

„Wir wollen auch verstehen, ob die Gifte, die sich ablagern, die Nährstoffe in unserem Essen verändern.“

Das gesamte Projekt nennt sich Nutrisk und besteht aus elf Bereichen beziehungsweise Gruppen. Eine untersucht zum Beispiel, wie die unterschiedlichen Stoffe die sogenannte Rhizosphäre beeinflussen. Das ist der Teil des Bodens rund um die Wurzel einer Pflanze. Eine andere Gruppe wiederum beschäftigt sich mit den Folgen verunreinigten Wassers für Fische. Zudem werden bereits laufende Forschungsreihen in das Projekt einbezogen.

„Da geht es zum Beispiel um die Rückstände von Pestiziden im Stroh von Weizen, dieses wird etwa beim Anbau von Erdbeeren ausgelegt oder für die Herstellung von Substraten für Speisepilze verwendet. Die Rückstände dringen dann in den Boden ein. Sie verlangsamen das Wachstum der Pflanzen oder gelangen in die Früchte der Erdbeeren beziehungsweise in die Pilze“, so Pavel Klouček.

Und so landen die Schadstoffe wieder beim Menschen. Die Modellversuche erfolgen alle mit Weizen und Mais, den beiden häufigsten Getreide auf tschechischen Äckern.

Maisstauden (Foto: Vojtěch Koval, Archiv des Tschechischen Rundfunks)

Der Botaniker František Hnilička und sein Team untersuchen zum Beispiel die Wirkung von Paracetamol-Rückständen. Dazu züchten sie in Blumentöpfen mehrere Maisstauden. Diese erhalten Wasser mit unterschiedlichen Konzentrationen des Medikaments – von destilliertem H2O bis zu einem Substrat mit 1000 Milligramm Paracetamol auf einen Liter. Nach den bisherigen Erkenntnissen hat das fiebersenkende und schmerzlindernde Mittel eine verheerende Wirkung auf das Pflanzenwachstum. Ähnlich wie Salz verhindert es die Wasseraufnahme. Als Nächstes sollen die Maispflanzen in den Boden gesetzt werden.

„Wir verfolgen dann die weitere Entwicklung, das heißt wie viel von dem Paracetamol vom Boden aufgenommen wird und wo sich dieses ansammelt“, erläutert Hnilička.

František Hnilička (Foto: Archiv der Landwirtschaftlichen Hochschule in Prag)

Um dies festzustellen wird das Kohlenstoffisotop C13 verwendet. Dieses ist ziemlich stabil und hängt sich an das Paracetamol an.

„Mit der Radioisotopenmethode ermitteln wir dann, wohin das Isotop transportiert wird. Die Frage ist, ob es in der Zellwand der Wurzeln bleibt oder bis in die oberirdischen Teile der Pflanze gelangt.“

Bereits im Herbst dürfte das Team um František Hnilička da bereits mehr wissen. Dann lässt sich nämlich prüfen, ob sich das Paracetamol letztlich sogar in den Maiskörnern abgelagert hat.