Fachgebiet: Biologie

Entwicklung aquatischer in vivo Biotestsysteme mit Invertebraten zur ökobiologischen Untersuchung von Wasser aus Kunststoffbehältern auf endokrine Disruptoren

Leopold Zaitz

Schule: Luitpold Gymnasium München
Regionalwettbewerb: München-Nord

Projektbeschreibung

Endokrine Disruptoren werden vorwiegend über die Nahrung aufgenommen und zeichnen sich durch ihre unerwünschte hormonelle Wirkung auf Organismen und Menschen aus, und können so Ursache für Erkrankungen und Entwicklungsstörungen sein.

Da es noch zu wenige Untersuchungen zum Nachweis solcher Stoffe und ihrer Wirkungsweise gibt, werden in diesem Projekt Trinkwässer verschiedenster Herkunft in unterschiedlichen Kunststoffbehältnissen aus PET (Polyethylenterephthalat) gelagert, erwärmt und in vivo Biotests dieser Wässer auf östrogenwirksame Disruptoren mit Invertebraten als Testorganismen (konkret mit Gastropoden und Crustaceen, also mit Schnecken und Krebstieren) durchgeführt.

Dabei wurde die hormonartige Wirkung der kunststoffexponierten Wässer durch Erhöhung der Zahl der Nachkommen der Testorganismen im chronischen Reproduktionstest gemessen. Signifikant erhöhte Werte der Nachkommenanzahl deuten auf die Gegenwart von östrogenartig wirkenden endokrinen Disruptoren in den Wässern hin. Hierbei konnte festgestellt werden, dass manche Trinkwasserproben bereits ohne Kontakt zu den Kunststoffbehältern sehr geringe hormonelle Wirkung aufwiesen und dass andere Wasserproben – besonders bei Erwärmung – endokrine Disruptoren aus den Kunststoffbehältnissen ausgewaschen haben müssen. Zudem lassen sich die Wässer durch Filtration über Aktivkohle von den endokrinen Disruptoren befreien. Mit einfachsten Mitteln und ohne Laborausstattung wurde ein umfassendes kostengünstiges „Setup“ aus seriellen Testaquarien zur Durchführung der Biotests erfolgreich etabliert.

Die Reproduktionstests mit Crustaceen der Gattung Daphnien (Wasserflöhe) als Testorganismen reagierten signifikant auf die Anwesenheit von endokrinen Disruptoren im Wasser, waren aber weniger sensitiv als die verwendeten Gastropoden der Arten Potamopyrgus antipodarum sowie Viviparus viviparus. Eine der beiden verwendeten Schneckenarten, Viviparus, wurde in diesem Projekt erstmals in Reproduktionstests verwendet und es wurden Hinweise auf ihre besonders hohe Sensitivität gegenüber östrogenartigen Disruptoren festgestellt, was neue zoologische Daten zum Arterhalt (Umweltempfindlichkeit) liefern könnte und einen tieferen Einblick in die Biochemie der europäischen Viviparidae ermöglicht. Die prinzipiell sehr hohe Empfindlichkeit dieser Biotests auf hormonartig wirkende Substanzen ist einerseits ein Vorteil, gleichzeitig aber auch ein Problem, denn es ist schwer, die gemessene Wirkung auf andere Organismen zu transferieren und herauszufinden, welche Substanzen, die als hormonaktiver Stoff schon in geringsten Mengen wirksam sein könnten, eigentlich die Ursache sind. Bei PET (Polyethylenterephthalat) vermutet man, dass das häufig als Katalysator eingesetzte Antimontrioxid als endokriner Disruptor wirken könnte. Denkbar sind aber auch andere Inhaltsstoffe der Kunststoffbehälter. Die Untersuchung der Wirkung von uns umgebenden Substanzen ist ein zunehmend wichtiges Thema, das noch viel zu wenig untersucht ist und immer drängender zu werden scheint, da deren Anzahl immer weiter zunimmt.


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