Ist es zuverlässig, mit 8 Muscheln die Trinkwasserqualität in der gesamten Stadt zu testen?

Wer hätte gedacht, dass die Frage, ob die Menschen sauberes und ungiftiges Wasser trinken können, von ruhigen Beamten abhängt!

Muschelglocken｜Fette Kathy

In Warschau, der Hauptstadt Polens, hängt das tägliche Leben der Menschen hauptsächlich vom Oberflächenwasser der Weichsel ab. In der Mitte des Flusses überwachen Wissenschaftler der Kläranlage Debitz ständig die Wasserqualität, um sicherzustellen, dass das Trinkwasser, das die Einwohner erhalten, frei von Verunreinigungen ist. Eines der Frühwarnsysteme, die von Wissenschaftlern verwendet werden, sind diese mysophoben Muscheln.

Pumpen flussaufwärts der Weichsel versorgen die polnische Hauptstadt mit Millionen Litern Wasser | Dicke Kathy

Mysophobe Muscheln

Wie die meisten Wassertiere sind Muscheln für ihr Überleben auf die Qualität des Wassers angewiesen, in dem sie leben.

Wenn das Wasser relativ sauber ist, öffnen sie gerne ihre Schalen, damit das Wasser durch sie hindurchfließen kann . Im Wasserfluss der natürlichen Umwelt befinden sich viele winzige Speisepartikel. Wenn das Wasser durch die Muschelschale fließt, fangen die Flimmerhärchen an den Kiemenfäden der Muschel diese Nahrungspartikel ein und transportieren sie zum Mund der Muschel [1].

Wenn das Wasser relativ sauber ist, öffnen Muscheln ihre Münder, um sich von der Strömung zu ernähren｜worldanimalfoundation.org

Wenn das Wasser nicht sauber ist, schaden die darin enthaltenen Schadstoffe den Muscheln . Daher aktivieren sie ihren eigenen Abwehrmechanismus, schließen ihre Schalen und reduzieren den Wasserfluss . Wenn Muscheln jedoch ihre Schalen schließen, können sie nichts mehr essen und können mit der Zeit verhungern.[2] Diese „Sauberkeitsbesessenheit“ ermöglicht es den Muscheln, ihre Ambitionen hinsichtlich des Schutzes der Wassernutzung der polnischen Bevölkerung umzusetzen.

Muscheln fangen als „Beamter“

Nicht alle Muscheln können die Wasserqualität erkennen. Nur Muscheln, die in besonders sauberen Seen oder Stauseen leben, können als Wächter der Wasserqualität dienen.

Die Wissenschaftler fingen die Muscheln in sauberem Wasser und brachten sie ins Labor. Muscheln benötigen nach der Ankunft in einer neuen Umgebung eine zweiwöchige Anpassungsphase. Während dieser Zeit kalibrieren Wissenschaftler die Muscheln, um sicherzustellen, dass sie die Wasserqualität genau bestimmen können .[3] Während dieses Vorgangs leben die Muscheln in sehr sauberem Wasser und Wissenschaftler beobachten, wie sich ihre Schalen auf natürliche Weise öffnen und schließen. Wenn die Wasserqualität nachlässt, schließen sie schnell ihre Schalen.[4]

Muscheln leben in der Pumpstation Gruba Kaśka (Dicke Kathy) | Dicke Kathy

Wenn eine Muschel die Kalibrierung besteht, kleben die Wissenschaftler eine Drahtspule mit einem Magneten mit einem speziellen, für Muscheln sicheren Kleber an ihre Schale und setzen sie in ein Aquarium. Im Aquarium befinden sich außerdem Magnetfeldsensoren, die das Öffnen und Schließen der Muschelschalen erkennen.

Spulen auf Muscheln kleben | Dicke Kathy

Ein Wasserqualitätstestteam bestehend aus 8 Muscheln

Auch bei Muscheln ist Teamarbeit erforderlich. Um die Wasserqualität zu testen, werden acht Muscheln in das Aquarium gesetzt. Wenn sechs von ihnen gleichzeitig länger als vier Minuten ihre Schalen schließen, lösen sie Alarm im Wasserwerk aus und unterbrechen die Wasserzufuhr .

Allerdings können uns diese Muscheln nicht sagen, was genau das Wasser verschmutzt. Wenn daher ein Alarm eingeht und die Wasserversorgung unterbrochen wird, führen die Wissenschaftler im Wasserwerk schnell Experimente durch, um eine Wasserverunreinigung festzustellen[3].

Muschelbeamte｜Fette Kathy

Werden die Muscheln nach der Verarbeitung zu gebratenen Muscheln? Nein!

Um sicherzustellen, dass die Muscheln nicht überlastet werden, werden sie nach drei Monaten wieder in die Gewässer entlassen, aus denen sie stammen, und können dort ihr Leben in der Wildnis fortsetzen. Beim Freilassen markieren die Wissenschaftler außerdem die Schalen, um eine Wiederverwendung zu verhindern .[4]

Die Wassersicherheit der Menschen hängt jedoch nicht allein von diesen Muscheln ab. Wie andere Wasserwerke des 21. Jahrhunderts verfügt auch das Wasserwerk Debitz über weitere hochtechnologische und hochentwickelte Systeme zur Erkennung und Frühwarnung der Wasserqualität . Die Serviermuscheln sind lediglich eine zusätzliche Absicherung der Wassersicherheit der Menschen[3].

Arbeitstiere, die die Umwelt überwachen

Muscheln sind nicht die einzigen Organismen, die uns helfen können, unsere Umwelt zu überwachen. Viele Tiere, Pflanzen und sogar Bakterien haben zu diesem Bereich beigetragen.

Kanarienvogel in der Mine

Bevor elektronische Kohlenmonoxidmelder bei der Erkundung von Kohlebergwerken weit verbreitet waren, trugen Kanarienvögel zur Sicherheit der Bergleute bei.

Kohlenmonoxid ist farb- und geruchlos. Es kann Sauerstoff schnell ersetzen und sich mit Hämoglobin verbinden, was zu Ohnmachtsanfällen oder sogar zum Tod durch Sauerstoffmangel führen kann. Im Vergleich zum Menschen reagieren Kanarienvögel deutlich empfindlicher auf Kohlenmonoxid . Aus diesem Grund nahmen im 20. Jahrhundert viele britische Bergleute Kanarienvögel mit, wenn sie die Minen erkundeten. Wenn sich die Vögel merkwürdig verhielten, zogen sie sich sofort zurück und retteten sich, bevor sie handlungsunfähig wurden .[5]

Kanarienvögel zur Erkennung von Kohlenmonoxid | forbes.com

Pflanzen, die Schadstoffe erkennen

Professoren der Universität Kobe in Japan haben eine Zauberpflanze entwickelt, mit der organische Schadstoffe aufgespürt werden können, die Boden und Wasser verunreinigen können .

Dioxin ist ein hochgiftiger Schadstoff, der jedem bekannt ist. Es kann das Immunsystem schädigen, den Hormonhaushalt stören und zu Fortpflanzungs- und Entwicklungsproblemen führen. Bestimmte dioxinähnliche polychlorierte Biphenyle (PCB) weisen eine ähnliche Toxizität auf und werden ebenfalls als „Dioxine“ eingestuft.

Die Professoren klonten die tierischen Rezeptorgene in Pflanzen. Wenn Pflanzen PCB in ihrer Umgebung ausgesetzt sind, zeigen sie sichtbare morphologische Veränderungen [6], wie beispielsweise Albinismus oder strukturelle Anomalien wie verkürzte Wurzeln. Diese Testmethode ist bequemer und kostengünstiger als die Entnahme von Bodenproben zum Testen auf Schadstoffe.

Gentechnisch veränderte Pflanzen zeigen beim Nachweis organischer Schadstoffe Veränderungen in der Wuchsmorphologie | Referenz [6]

Bakterien zur Wasserqualitätsprüfung

Wissenschaftler vom Shenzhen Institute of Occupational Disease Prevention and Treatment haben entdeckt, dass mithilfe biotechnologischer Verfahren veränderte Bakterien eine blau-violette Farbe annehmen, wenn sie mit dem für den Menschen schädlichen zweiwertigen Cadmium Cd(II) in Berührung kommen . Durch eine einfache Betrachtung des Gewässers lässt sich gut feststellen, ob der Cadmiumgehalt im Wasser den Grenzwert überschreitet[7].

Es gibt viele Tiere, Pflanzen und sogar Mikroorganismen, die für die Umweltüberwachung „arbeiten“. Wir sollten nicht nur diesem natürlichen Leben danken, sondern auch versuchen, die negativen Auswirkungen auf die Umwelt zu verringern. Es gäbe nicht so viel Umweltverschmutzung und die Muscheln müssten nicht arbeiten!

Verweise

[1]Was fressen Muscheln? http://shellfish.ifas.ufl.edu/clams_eat/home.php#:~:text=Filter%20feeding%20is%20accomplished%20by,be%20digested%20by%20the%20animal.

[2]Fat Kathy (2019). https://www.imdb.com/title/tt15563054/ verfügbar unter https://vimeo.com/339428901

[3]Wird Polens Leitungswasser wirklich durch Muscheln geschützt? Unter https://www.youtube.com/watch?v=i0RkEs3Xwf0

[4]Jemand erklärt, wie Polen Muscheln zur Kontrolle seiner Wasserversorgung einsetzt, und das ist ziemlich verrückt. https://www.boredpanda.com/clams-measure-water-quality-poland-fat-kathy/?utm_source=google&utm_medium=organic&utm_campaign=organic

[5]Der Kanarienvogel in der Kohlenmine ist keine alte Geschichte. https://www.forbes.com/sites/kionasmith/2019/12/31/the-canary-in-the-coal-mine-isnt-ancient-history/?sh=50f8bd374393

[6]Umweltüberwachung organischer Schadstoffe mithilfe von Pflanzen. https://globalplantcouncil.org/environmental-monitoring-of-organic-pollutants-using-plants/

[7]Hui, Cy., Guo, Y., Li, H. et al. Nachweis des Umweltschadstoffs Cadmium im Wasser mithilfe eines visuellen bakteriellen Biosensors. Sci Rep 12, 6898 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-11051-9

Autor:Hazel

Herausgeber: Little Towel, Mai Mai

Quelle des Titelbildes: Fat Kathy