Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Biowissenschaften

Fachgebiet: Meeresbiologie

Betreuer: PD Dr. Matthias Labrenz



M. Sc. Katharina Kesy
(e-mail: katharina.kesy@io-warnemuende.de )

Bacterial biofilms on microplastics in the Baltic Sea – Composition, influences, and interactions with their environment

Mikroplastik bietet einen neuen Lebensraum für biofilmbildende Bakterien in aquatischen Systemen. Derzeit wird diskutiert, welche Faktoren die Zusammensetzung und Diversiät mikroplastik-assoziierter bakterieller Biofilme am wichtigsten sind. Potenziell pathogene Vibrio-Arten wurden außerdem auf Mikroplastik nachgewiesen, allerdings mit großen Abweichungen zwischen den gefundenen Häufigkeiten. Diese Arbeit untersuchte daher, ob Mikroplastik zu einem Vektor für die Verbreitung atypischer bakterieller Gemeinschaften, einschließlich potentielle schädlicher Organismen werden könnte. Dies könnte die Küstengemeinden im Ostseeraum stark beeinflussen. Die Zusammensetzung der Biofilme auf Mikroplastik unterschied sich von denen auf natürlichen Partikeln und den freilebenden Gemeinschaften, war aber nicht immer von denen auf anderen natürlichen Polymeren oder Glas zu unterscheiden. Vibrio wurde auf Mikroplastik detektiert, aber die höchste Anzahl wurde auf Holz gefunden. Mikroplastik kann daher als eigener Lebensraum für Biofilmbakterien angesehen werden, dessen Vektorpotential jedoch stark von der räumlichen und zeitlichen Dynamik in der Mikroplastikkonzentration, sowie die Dynamik der Umweltfaktoren abhängt.

Microplastics provide a new habitat for biofilm-forming bacteria in aquatic systems. It is currently debated which factors are most important in driving microplastic-associated bacterial biofilm composition and diversity. Potentially pathogenic Vibrio species have been detected on microplastics, but with great discrepancies in abundance. This thesis therefore investigated if microplastics could become a vector for the transport of atypical bacterial assemblages, including potential harmful organisms, as this could greatly influence coastal communities in the Baltic Sea area. The biofilm assemblages differed from those on natural particles and free-living bacterial assemblages, but were not always distinguishable from those on other natural polymers or glass. Vibrio was found on the microplastics, but the highest abundances were found on wood. Microplastics can therefore be regarded as a distinct habitat for biofilm bacteria, however, their vector potential greatly depends on the spatial, temporal, and environmental dynamics of the system, as well as on microplastic concentrations.