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Zürcher Forscher zeigen, dass in den letzten hundert Jahren die Burgunderblutalge regelmässig im Zürichsee auftrat. Im Greifensee dagegen kommt sie kaum vor.

Der Volksmund spricht von Blaualgen, die Wissenschaft von Cyanobakterien. Sie gehören zu jenen Kleinlebewesen in einem See, die als Blüten unbeliebt sind. Besonders dann, wenn es sich um Arten handelt, die Gifte produzieren wie zum Beispiel die Microcystine. Das sind Stoffe, die in hoher Dosis die Leber schädigen können. Eine dieser toxischen Arten ist die Burgunderblutalge (Planktothrix rubescens), deren Blüten einen See rot verfärben. Im Zürichsee dominiert diese Art. Sie hat seit dreissig Jahren den grössten Anteil des Phytoplanktons. Mit den Giftstoffen schützt sie sich vor Fressfeinden wie den Kleinkrebsen. Die Wasserversorgung Zürich muss deshalb das Seewasser aufwendig aufbereiten, um die Blaualge und ihre Giftstoffe vollständig aus dem Rohwasser zu entfernen.

Nun haben Marie-Eve Monchamp und Forscherkollegen des Wasserforschungsinstituts Eawag in Dübendorf in Sedimentproben des Zürichsees das Erbgut von Cyanobakterien untersucht und eine zeitliche Abfolge der Vielfalt dieser Organismen rekonstruiert. Anders als bei früheren Sedimentuntersuchungen weltweit konnten die Forscher erstmals nicht nur das generelle Vorkommen von Cyanobakterien bestimmen, sondern über Jahrzehnte auch die einzelnen Arten innerhalb der verschiedenen Algen-Gemeinschaften.

Die Wissenschaftler profitieren dabei von einem natürlichen Prozess: Schwebestoffe im Wasser, darunter auch abgestorbenes Plankton, setzen sich im Sommerhalbjahr auf dem Grund des Sees und werden zersetzt. Im Winter lagert sich das Material dann als dunkle Tonschicht ab. Dieser Rhythmus zeigt sich im Sedimentkern in einer Folge heller und dunkler Streifen, den sogenannten Warven.

Überraschender Befund

Aus diesen Jahresschichten entnahmen die Eawag-Forscher das DNA-Material der Bakterien und sequenzierten deren Gene. Es gelang ihnen, relativ lange DNA-Fragmente aus dem Sediment zu isolieren, sodass nicht nur die einzelnen Arten, sondern auch die stammes­geschichtliche Verwandtschaft identifiziert werden konnte. Nicht in allen untersuchten Schichten wurde das Gen entdeckt, das für die Produktion der Gifte verantwortlich ist. «Das kann auch heissen, dass es zu wenig Material für die Sequenzierung gab», sagt Piet Spaak von der Eawag. Dass die Burgunderblutalge aber immer wieder in den Sedimenten auftaucht, deute darauf hin, dass es immer welche im See gegeben habe.

Die Studie zeigt, dass in den letzten hundert Jahren die toxische Blaualge regelmässig im Zürichsee auftrat. «Überraschend ist aber, dass ausgerechnet in der Periode Anfang 1970er- bis Mitte 1980er-Jahre kein genetisches Material der Burgunderblutalge gefunden wurde», sagt der Ökologe Piet Spaak. In dieser Zeit hinterliess der Mensch die grössten Alltags­spuren, indem viel Phosphat aus Waschmitteln in die Seen floss, das wiederum das Algenwachstum im Frühling antrieb. «Während dieser Jahre gab es im See ­weniger Blüten der Burgunderblutalge», sagt Spaak.

Seit dem Bau von Kläranlagen und dem Phosphatverbot in der Schweiz hat sich die Situation stark verbessert. «Der Zürichsee weist heute einen guten Zustand bezüglich Phosophor auf», heisst es im aktuellen Gewässerzustandsbulletin des Amts für Abfall, Wasser, Energie und Luft (Awel) des Kantons Zürich. Dennoch wird der See bezüglich der ­Algenmenge als «schlecht» taxiert. «Mit den Langzeitdaten können wir nun untersuchen, wie sich veränderte Ökosysteme auf die Entwicklung der Blau­algen-Gemeinschaft auswirken», sagt Eawag-Forscher Spaak.

Eine mögliche Erklärung für die nach wie vor starke Algenproduktion liefern Forscher um Thomas Posch von der Limnologischen Station des Instituts für Pflanzenbiologie der Universität Zürich. Sie gehen davon aus, dass der Klimawandel eine Rolle spielt. Weil die Winter in den letzten Jahren immer wieder ungewöhnlich warm waren, gab es im See keine Durchmischung. Die Folgen: Es bildete sich eine physikalische Barriere zwischen Oberfläche und Seegrund, sodass Blüten der Burgunderblutalgen unzureichend abgebaut wurden.

Keine Blutalgen im Greifensee

Die gleiche Analysemethode wendeten die Eawag-Forscher auch im Greifensee an, dem «Haussee» des Forschungsinstituts. Der voralpine See gilt als eutroph. Das heisst: Der Phosphorgehalt liegt im Gegensatz zum Zürichsee über dem Richtwert. Normalerweise wird der See einmal pro Jahr im Winter durch die Winde komplett durchmischt. Im Sommer wird so viel biologisches Material abgebaut, dass der gesamte Sauerstoff in tieferen Schichten aufgebraucht wird.

Dieser fehlt dann fünf bis zehn Meter über dem Seegrund. Das führt zu einer fatalen chemischen Reaktion: Phosphor, das durch die Zersetzung des Planktons im Sediment gespeichert wurde, wird wieder im Wasser gelöst. Ein erhöhter Phosphorgehalt wiederum begünstigt im Frühling die Algenproduktion.

Der Reichtum an verschiedenen Blaualgenarten unterscheidet sich im Vergleich zum Zürichsee denn auch. Im Greifensee wurde die Burgunderblutalge nicht nachgewiesen. Jedoch entdeckten die Eawag-Forscher in den Sedimentproben ab 2006 das Gen, das für die Produktion der giftigen Microcystine im See verantwortlich ist. «Das bedeutet aber nicht, dass jede Algenblüte toxisch sein muss», sagt Piet Spaak. Das müsse von Fall zu Fall untersucht werden.

Quelle: www.tagesanzeiger.ch, 15.1.2017

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