Mikroplastik ist buchstäblich überall – sogar an den menschenleeren Polen der Erde. Doch die Folgen für Menschen und Umwelt sind bislang noch wenig untersucht. Nun hat ein Forschungsteam nachgewiesen: Winzige Kunststoffpartikel, die in Pflanzenzellen gelangen, stören die Photosynthese, also die pflanzliche Erzeugung von Energie aus Sonnenlicht.
Wie das Team in der Fachzeitschrift "PNAS" berichtet, verringert Mikroplastik den Gehalt des Pigments Chlorophyll-a in Pflanzen und Algen – und senkt dadurch die weltweite Photosyntheseleistung um sieben bis zwölf Prozent.
Und das hat Folgen für die Nahrungsmittelproduktion: So rechnen die Autorinnen bei Reis, Mais und Weizen mit jährlichen Ertragsverlusten zwischen 110 und 361 Millionen Tonnen. Der Mittelwert entspricht demnach fast neun Prozent der Produktion des Jahres 2022.
Für seine Metastudie wertete das Forschungsteam 157 Einzelstudien aus den Jahren 2005 bis 2024 aus, die die Auswirkungen von Mikroplastik auf Landpflanzen und Algen untersucht haben. So zeigte eine Studie aus dem Jahr 2024, dass Bäume über ihre Wurzeln winzige Kunststoffpartikel aufnehmen. In den Zellmembranen von Blättern und Nadeln eingelagert, lösten diese weniger als ein Millionstel Millimeter großen Teilchen eine Stressreaktion aus – und verringerten die Photosyntheseleistung.
"Durch eine Senkung des derzeitigen Mikroplastikgehalts in der Umwelt um 13 Prozent", so schreiben die Autoren, "könnten diese Verluste bei Nutzpflanzen um 14,26 bis 46,91 Millionen Tonnen und bei Meeresfrüchten um 0,14 bis 3,16 Millionen Tonnen verringert werden." Die Ergebnisse, so die Schlussfolgerung der Forschenden, unterstreichen die Dringlichkeit wirksamer Strategien zur Eindämmung der Plastikkrise.
Geteiltes Echo in der Fachwelt
In der Fachwelt stößt die Studie auf ein geteiltes Echo. "Die Studie zeigt, dass Plastikverschmutzung ein wichtiger Faktor sein kann, der möglicherweise bereits heute, aber vor allem in Zukunft neben dem Klimawandel die Nahrungsmittelproduktion beinträchtigen kann", sagt der nicht an der Studie beteiligte Biologe Prof. Dr. Arthur Gessler von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETHZ) gegenüber dem Science Media Center.
Skeptisch zeigt sich allerdings Dr. Elke Brandes vom Johann Heinrich von Thünen-Institut, Braunschweig. Die Forschung zu Mikroplastikvorkommen, zu Verhalten und Wirkweisen in Böden sei noch sehr jung, gibt die Biologin zu bedenken. "Sowohl die akkumulierten Plastikmengen im Boden als auch die Interaktionen mit Pflanzen sind noch weitgehend unerforscht. Es gibt schlichtweg keinen ausreichenden Wissens- und Datenbestand in diesem Forschungsfeld, der eine Metaanalyse rechtfertig, wie sie hier durchgeführt wurde."
Zudem vernachlässige die Studie, dass die Pflanzenart bei der Wechselwirkung mit Mikroplastik eine erhebliche Rolle spielen könne und die tatsächlichen Partikelkonzentrationen auf den Äckern sehr variabel seien. Brandes schlussfolgert: "Die Behauptung, dass Mikroplastik in Ackerböden aktuell zu erheblichen Ertragseinbußen führt, entbehrt einer ausreichenden wissenschaftlichen Grundlage."
