Unerwartete Macht der Blaualgen.

Willkommen in der facettenreichen Welt der Blaualgen. In diesem Beitrag folgen wir den Spuren dieser mikroskopisch kleinen Unruhestifter und ihren Auswirkungen auf unsere Umwelt – einschließlich Mensch und Tier. Ein erster Fakt vorweg: Blaualgen sind eigentlich gar keine Algen, sondern Bakterien. Ihr Name stammt von dem blau-grünen Farbstoff, den einige Bakterien enthalten – daher auch der häufig verwendete Name Cyanobakterien.¹ Hier nun der Überblick, wie diese Bakterien manchmal sogar das Gleichgewicht des ganzen Planeten durcheinanderbringen.

1. Blaualgen sind die älteste Lebensform auf dem Planeten Erde

Blaualgen oder Cyanobakterien sind die ältesten bekannten Fossilien, die es gibt. Funde deuten darauf hin, dass sie erstmals vor etwa 3,5 Milliarden Jahren auf der Erde auftauchten – und immer noch in Gewässern leben. Sie sind eine der größten und wichtigsten Bakteriengruppen der Erde. Unsere Lebensgrundlage, der Sauerstoff in unserer Atmosphäre, wurde ebenfalls von Cyanobakterien vor Milliarden von Jahren erzeugt.²

2. Der Algenfarn Azolla versetzte die Erde vor 49 Millionen Jahren in eine Eiszeit

Damals führte die dramatische Vermehrung der Azolla zum Ende eines geologischen Zeitalters und zu den klimatischen Bedingungen, die wir heute vorfinden: gefrorene Pole und tropische Temperaturen am Äquator. Der im Süßwasser zu findende Algenfarn geht zum Wachsen eine Verbindung mit einem Cyanobakterium ein, welches ihn mit dem nötigen Stickstoff versorgt und es ihm ermöglicht, mit den Phosphoreinträgen vom Land seine Biomasse in zwei Tagen zu verdoppeln. Durch das Absterben über dem Arktischen Ozean sanken die Pflanzen an den Meeresgrund und wurden dort konserviert – der gespeicherte Kohlenstoff fand nicht wieder zurück in die Atmosphäre. So wurde die CO₂-Konzentration damals halbiert.³

3. Blaualgen sind bereits für hunderte tote Tiere im Meer verantwortlich

Im Sommer 2023 wurde die Aufmerksamkeit auf eine Katastrophe in Nordamerika gelenkt: Hunderte Delfine und Seelöwen wurden in Kalifornien aufgrund giftigen Algenbefalls tot oder krank angeschwemmt. In Santa Barbara und Ventura zählten Freiwillige bereits mehr als 100 tote Seelöwen. Darüber hinaus beobachteten sie 300 Seelöwen mit Anzeichen einer Aufnahme des Neurotoxins Domoinsäure.⁵

4. Blaualgen wachsen weiter, selbst wenn die Nährstoffe knapp werden

Blaualgen scheinen, selbst wenn ihre Nahrungsquelle im Wasser bereits verbraucht ist, nicht nur weiter zu bestehen – manche wachsen sogar noch. Das liegt daran, dass diese Bakterien Wege gefunden haben, Nährstoffe im Wasser zu speichern. Einige wachsen schnell, absorbieren in kurzer Zeit sehr viele Nährstoffe und entziehen anderen Lebewesen die Lebensgrundlage; andere wachsen langsam und legen gleichzeitig Reserven an, um auch im nährstoffarmen Wasser zu überleben. So bleiben sie dominant und verdrängen andere Arten.⁶

5. Die Fläche globaler Blaualgenblüten an Küsten ist über 19-mal so groß wie der Great Pacific Garbage Patch

Eine in Nature publizierte Studie kartierte die täglichen Algenblüten an 153 Meeresküsten von 2003 bis 2020. An 123 der untersuchten Küsten traten Algenblüten auf, die in Ausdehnung und Häufigkeit im Forschungszeitraum signifikant zunahmen. Die globale Fläche dieser Blüten entsprach insgesamt rund 30,5 Mio. km², die Fläche des Great Pacific Garbage Patch wird derzeit auf etwa 1,6 Mio. km² geschätzt.^7,8 Algenblüten in Inlandgewässern wurden bei dieser Auflösung (1 km) nicht berücksichtigt.

6. Blaualgen führen in Gewässern zu beträchtlichen Methan-Emissionen

Im Jahr 2011 stellte ein Forscherteam einen ungewöhnlich hohen Methanspiegel nahe der Oberfläche des Stechlinsees fest. Untersuchungen ergaben, dass Blaualgen das Methan produzierten. Obwohl die Methanproduktion bei Tag deutlich größer ist, stoßen die Bakterien auch nachts und in sauerstoffarmer wie sauerstoffreicher Umgebung Methan aus.⁹ Methan ist als Treibhausgas auf kurze Sicht weit wirksamer als Kohlendioxid: Innerhalb von 20 Jahren ist sein Beitrag zur Klimaerwärmung über 80-mal größer als der von CO₂.⁴

7. Blaualgen wirken sogar durch Einatmen toxisch

Die häufigsten Wege der menschlichen Exposition gegenüber Cyanotoxinen sind direkter Kontakt, Einatmen und Verschlucken.¹⁰ Blaualgen enthalten je nach Stamm verschiedene giftige Stoffe. Das giftigste und am häufigsten nachgewiesene Toxin heißt Microcystin-LR (MC-LR); es schädigt die Leber, beeinflusst das männliche reproduktive System negativ und fördert Lebertumore.^11,12 Andere Gifte wie das Neurotoxin Anatoxin-A wirken in höherer Dosis bereits nach wenigen Minuten bis zu einer Stunde tödlich – weshalb gerade für Hunde Lebensgefahr beim Bad in blaualgenbelasteten Gewässern besteht.¹³

8. Giftige Algen führten in den USA in drei Jahren zu über 300 Notaufnahme-Besuchen

Eine Studie der Centers for Disease Control and Prevention (CDC) zeigt, dass schädliche Blaualgenblüten zwischen 2017 und 2019 zu 321 Besuchen in der Notaufnahme führten und neurologische, Atemwegs-, Magen-Darm- sowie Hautprobleme verursachten. Die Zahl der tatsächlich Betroffenen ist wahrscheinlich höher, da die Studie nur 70 Prozent der landesweiten Notaufnahmebesuche erfasste.¹⁴

9. Cyanobakterien werden im Reisanbau als natürlicher Dünger verwendet

Cyanobakterien sind photosynthetisch – sie können ihre eigene Nahrung herstellen.² Diese Fähigkeit machen sich auch Reisbauern zunutze: Die Bakterien gehen mit der Reispflanze eine Symbiose ein und versorgen sie mit Stickstoffverbindungen aus der Luft. Weitere Düngemittel werden dadurch überflüssig.¹⁵

10. Blaualgen können in den unwirtlichsten Umgebungen wachsen

An heißen Quellen, in subglazialen Regionen kalter Seen mit Eistiefen von bis zu fünf Metern und auf den Substraten zahlreicher Wüstenfelsen zeigen Blaualgen eine bemerkenswerte Anpassungsfähigkeit. Einige wachsen sogar in einer wechselseitigen Beziehung mit Pilzen und bilden zusammengesetzte Organismen – Flechten.¹⁶

Autorinnen: Ana Petrovska, Maria Behrendt

Quellenangaben

1. Blaualgen: Wie gefährlich sind die Bakterien beim Baden? – NDR
2. Introduction to the Cyanobacteria – UCMP Berkeley
3. The Arctic Azolla event – The Geological Society
4. Anthropogenic and Natural Radiative Forcing (S. 714) – IPCC AR5 WG1
5. California toxic algae bloom kills or sickens hundreds of dolphins and sea lions – CNN
6. Long and slow, or fast and furious – Phys.org
7. Evidence that the Great Pacific Garbage Patch is rapidly accumulating plastic – Nature
8. Coastal phytoplankton blooms expand and intensify in the 21st century – Nature
9. Blue-green algae found to produce greenhouse gas methane – Phys.org
10. Exposure to microcystin among coastal residents during a cyanobacteria bloom in Florida – ScienceDirect
11. An overview of the toxic effect of MC-LR on testis – ScienceDirect
12. New Records of Microcystins in Some Bulgarian Water Bodies – SCIRP
13. Diagnosis of anatoxin-a poisoning in dogs from North America – PubMed
14. Toxic algae exposure leads to more than 300 emergency room visits – EWG
15. Cyanobakterien – Spektrum Lexikon
16. Blue-green algae – Britannica