WeißkopfseeadlerMysteriöses Vogelsterben aufgeklärt

Erst entdeckten Spaziergänger an einem See in Arkansas verendete Weißkopfseeadler, doch schon bald war klar, dass die ganze Nahrungskette im See betroffen war. Ein Gift tötete Seevögel, Fische, Schildkröten und die, die sie fraßen, so der Pharmazeut Timo Niedermeyer im Dlf. Jetzt konnte er den Fall endlich lösen.

Timo Niedermeyer im Gespräch mit Christiane Knoll | 26.03.2021

Weißkopfseeadler
150 Weißkopfseeadler sind über die Jahre gestorben (picture alliance / dpa / Petr Eret)
Christiane Knoll: Seit 25 Jahren grübeln Experten über ein mysteriöses Sterben im Südosten der USA. 150 Weißkopfseeadler sind über die Jahre gestorben, an einer neurologischen Krankheit namens AVN, wobei das A für Avian inzwischen gestrichen wurde, das Sterben befällt die gesamte Nahrungskette und lässt sich zurückverfolgen bis ins Wasser der Seen. Aber was genau ist die Ursache? Prof. Timo Niedermeyer von der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg war an der Aufklärung beteiligt, heute wurde die Studie im Fachblatt Science veröffentlicht. Ich habe vor der Sendung mit ihm telefoniert und ihn gefragt, wann zum ersten Mal tote Vögel beobachtet wurden:
Ein orangefarbener Fisch schwimmt durch ein Aquarium.
Hydrilla ist eine beliebte Aquariumspflanze. Aus einem Aquarium gelangte sie vor Jahrzehnten in US-amerikanische Gewässer ( Unsplash / Delbert Pagayona )
Timo Niedermeyer: Das war im Winter 94/95 an einem See in Arkansas in der Vereinigten Staaten. Da sind tatsächlich tote Vögel aufgefallen den Leuten, die da gewohnt haben, beim Spazierengehen. Dann wurden Wissenschaftler verständigt, die diese Todesfälle bei den Weißkopfseeadlern untersuchen wollten.
Knoll: Man hat dann gemerkt, dass nicht nur der Weißkopfseeadler betroffen ist, sondern dass der eigentlich eher die Spitze der Nahrungskette war. Von wie vielen Tieren reden wir da?
Niedermeyer: Richtig, der Weißkopfseeadler ist ja als Raubvogel an der Spitze der Nahrungskette. Man hat dann über die Jahre festgestellt, dass nicht nur der Weißkopfseeadler und andere Raubvögel wie Eulen oder Milane betroffen sein können von dieser Krankheit, sondern auch Blesshühner, Enten, Gänse, sodass man dann im Grunde die Nahrungskette zurückverfolgen konnte bis zu einer Pflanze.

Hydrilla, eine invsive Art

Knoll: Das war die Hydrilla oder Grundnessel, die sich als invasive Art ausgebreitet hatte. Was war noch bekannt, als Sie mit Ihrer Fahndungsarbeit begonnen haben?
Niedermeyer: Unsere Kooperationspartnerin, Susan Wilde, an der University of Georgia in Athens, die hatte herausgefunden, dass die Tiere in den Regionen sterben, in denen diese invasive Wasserpflanze Hydrilla in den Gewässern vorkommt. Allerdings waren nicht alle Gewässer, die von dieser invasiven Pflanze kolonisiert waren, betroffen von der Krankheit, sondern sie fand heraus, dass es darüber hinaus Gewässer gab, wo auf dieser Wasserpflanze noch ein Cyanobakterium, eine Blaualge gewachsen ist. Und nur da, wo diese Blaualge auch auf den Blättern gewachsen ist, kam es dann zum Ausbruch von dieser Krankheit.
Knoll: Und da haben Sie dann mit Ihrer Fahndungsarbeit angefangen. Wie ging es im Labor weiter?
Niedermeyer: Genau. Ich habe mir von Susan Wilde Proben von der Wasserpflanze schicken lassen, auf der dieses Cyanobakterium wächst. Cyanobakterielle Toxine sind ja gut bekannt von Algenblüten in den Sommermonaten, sodass wir halt den Verdacht hatten, dass es auch hier ein cyanobakterielles Toxin sein könnte. Wir haben dieses Cyanobakterium dann im Labor in Kultur genommen, es stellte sich heraus, dass es unglaublich langsam wächst, was zum Teil sehr frustrierend dann war, weil wir fast zwei Jahre gebraucht haben, um genug von diesem Bakterium zu züchten, um es dann in Fütterungsstudien zu testen, ob es auch diese Vogelkrankheit auslöst – was es leider nicht getan hat. Das Cyanobakterium, was wir im Labor kultiviert haben, stellte sich als nicht toxisch heraus.

Blaualge im Chaohu See bei Hefei in der östlichen Anhui Provinz Chinas.
Blaualgen sind grün, oft giftig und gefährlich. Im Südosten der USA hätten sie ohne Bromid den Vögeln nichts anhaben können. (imago)
Das war natürlich unglaublich frustrierend, weil wir schon zwei Jahre daran gearbeitet hatten. Deswegen haben wir überlegt, was können wir noch machen. Wir haben uns dann noch mal Proben aus den USA schicken lassen und haben mit einer Technik, die sich bildgebende Massenspektrometrie die Oberfläche dieser Blätter untersucht und konnten feststellen, dass nur an den Stellen, wo diese Blätter auch von Cyanobakterien bewachsen waren, eine bestimmte Substanz zu finden ist. Und das Interessante an dieser Substanz war, dass die fünf Brom-Atome enthielt. Und da wussten wir auf einmal, warum unsere Laborkulturen nicht toxisch waren, weil nämlich in dem Medium, in dem wir die Bakterien haben wachsen lassen, kein Bromid enthalten war, was ja für die Biosynthese dieser Verbindung anscheinend gebraucht wird. Und als wir dann unseren Laborkulturen Bromid zugesetzt haben, dann haben die auch angefangen, diese Verbindungen zu produzieren, die sich dann am Ende der Untersuchung tatsächlich als das Toxin herausstellte, das die Krankheit auslöst.

Hydrilla plus Blaualge plus Bromid

Knoll: Das heißt, das Gift, das die Vögel und die anderen Lebewesen getötet hat, kam aus den Cyanobakterien, das aber nur produziert wurde, wenn Bromid-Verbindungen anwesend waren und die Cyanobakterien auf Hydrilla wachsen konnten. Woher kommt denn das Bromid?
Niedermeyer: Das ist eine schwierige Frage, da müssen wir noch weitere Untersuchungen machen. Zunächst haben wir festgestellt, dass die Pflanze Hydrilla in der Lage ist, Bromid aus dem Wasser, in dem sie lebt, anzureichern. Wir wissen nicht, warum oder wie die Pflanze das macht, aber wir haben festgestellt, dass die Pflanze bis zu tausendfach höhere Konzentrationen an Bromid enthält als das sie umgebende Wasser oder das Sediment. Wo das Bromid herkommt, ist noch nicht ganz geklärt. Es gibt natürliche Bromid-Quellen, Mineralien, bestimmte Gesteine. Was aber auch sein kann, ist, dass das vom Menschen in die Umwelt eingetragen wird. Eine Quelle von Bromid könnte zum Beispiel ein Herbizid sein, wir hatten ja schon besprochen, dass Hydrilla eine invasive Pflanze ist, Menschen in den Regionen versuchen, diese Pflanze einzudämmen, zum Beispiel indem Herbizide in die Gewässer gegeben werden. Und eines dieser Herbizide, Diquatdibromid, enthält – wie der Name schon sagt – Bromid. Aber es können auch andere Quellen sein, Industrieabfälle, zum Beispiel aus der Flammschutz-herstellenden Industrie oder auch Kohlekraftwerke. Kohle wird manchmal behandelt mit Bromiden, auch die Abgase der Kohlekraftwerke, um zum Beispiel Quecksilber- oder Schwefelverbindungen einzufangen, bevor sie in die Umwelt gelangen. Und diese bromidhaltigen Abwässer werden dann zum Teil einfach in die Umwelt geleitet und können dann zur Anreicherung des Grundwassers und natürlich auch der Gewässer mit Bromid führen.

Woher stammt das Bromid?

Knoll: Was wird denn leichter, wenn man jetzt gegen das Problem vorgehen will, ist es leichter Hydrilla aus den Seen rauszukriegen oder ist es leichter, das Bromid abzustellen?
Niedermeyer: Hydrilla zu entfernen ist eine sehr große Herausforderung, das wird seit vielen Jahren, fast Jahrzehnten versucht. Das ist eine Pflanze, die eigentlich in Asien heimisch ist, die sich aber seit den 50er-Jahren in den USA ausbreitet, die wurde durch Aquaristik ins Land gebracht. Da haben Menschen ihre Aquarien, die sie nicht mehr gebraucht haben, einfach in die Gewässer ausgekippt. Und da hat dann die Grundnessel angefangen, sich auszubreiten. Das ist eine sehr robuste Pflanze, die sich auch sehr schnell vermehren kann, auch aus kleinen Teilen. Das ist natürlich ein großes Problem, weil winzige Fragmente der Pflanze zum Beispiel durch Motorboote oder durch unachtsame Angler oder auch durch Zugvögel, die von Gewässer zu Gewässer sich bewegen, weiter geschleppt werden können, sodass es eigentlich fast unmöglich ist, diese invasive Pflanze einzudämmen.
Knoll: Und Bromid?

Hydrilla wird man nicht los - bleibt das Bromid

Niedermeyer: Das ist die zweite Möglichkeit. Dazu müssen wir erst mal herausfinden, woher das Bromid tatsächlich konkret kommt. Das ist etwas, was die amerikanischen Partner jetzt vorhaben, und dann zu schauen, können wir das verhindern, indem man zum Beispiel Regeln schafft, dass bestimmte Herbizide nicht mehr eingesetzt werden dürfen oder dass man die Abwässer, die in den Kohlekraftwerken anfallen, aufarbeitet, bevor man sie einfach in die Umwelt entlässt.
Knoll: Besser wäre natürlich, man würde schneller reagieren und die bromidhaltigen Abwässer sofort stoppen.
Niedermeyer: Das ist richtig. Da ist natürlich die Frage, wie überzeugend kann man da sein, wenn es um das Geld geht. Es ist immer ein Kostenfaktor, man kann natürlich nicht sagen, ihr müsst jetzt alle Kohlekraftwerke abschalten oder umrüsten, da muss man erst mal Daten haben, mit denen man belegen kann, dass es tatsächlich das Problem ist.
Äußerungen unserer Gesprächspartner geben deren eigene Auffassungen wieder. Deutschlandfunk macht sich Äußerungen seiner Gesprächspartner in Interviews und Diskussionen nicht zu eigen.