Prorocentrum-Test

Nachweis der Bioverfügbarkeit von Schadstoffen an belasteten Standorten im Hafenbereich der Nordseeinsel Norderney mit einem neuen, nicht - zertifizierten, marinen Mikroalgen-Test.

Für die ökotoxikologische Bewertung von mit Schwermetallen belasteten marinen Sedimenten fehlt z.Zt. noch ein Vollkontakt-Biotest, der in seiner Sensitivität zwischen dem relativ unempfindlichen Corophium - Test und dem teilweise zu empfindlich reagierenden Leuchtbakterien-Test vermittelt.

Benthische marine Dinoflagellaten (Abb.1: Prorocentrum sp.) sind Mikroalgen, die bevorzugt auf der Oberfläche von Sedimenten leben, wo sie vermutlich auch in direkten Kontakt mit Sedimentkontaminationen, z.B. Schwermetalle, geraten. Reaktionen und Veränderungen benthischer Organismen auf vorhandene Schwermetallkontaminationen könnten daher von großer ökologischer Aussagekraft sein.

Einige Prorocentrum - Arten sind in der Lage, auf den Oberflächen fester Nährböden zu wachsen und dabei Kolonien zu bilden (Abb.2). Sie können sich auf Agaroberflächen gleitend fortbewegen und sogar in diesen eindringen (Abb.3).
Außerdem sind sie mit geringem Aufwand kultivierbar und eignen sich daher gut für biologische Testverfahren.
Für diese Anwendung könnten die potentiell toxischen Substanzen entweder direkt in den noch flüssigen Agar eingemischt, auf der erkalteten Agarplatte verspatelt oder auf den mit den Mikroalgen bewachsenen Platten verteilt werden.

In diesem Experiment wurde Sedimentmaterial von vier verschiedenen, unterschiedlich stark mit Schwermetallen belasteten Standorten (Station A, B, C, D) in der Nähe des Norderneyer Hafens entnommen und daraus Flüssigextrakte, sog. Eluate hergestellt.
Ein Sediment - Eluat mit hoher Kupferkonzentration diente als positiv Kontrolle (List).
Als negativ Kontrolle diente ein Sediment - Eluat von einem vermutlich unbelasteten Standort.

Von jedem Eluat wurden je 0,1 ml auf je einer dicht mit benthischen Dinoflagellaten bewachsene Agaroberflächen verteilt und für 7 Tage bei Raumtemperatur und Beleuchtung (LD-Rhythmus 1:1) inkubiert.

Zur Beurteilung möglicher Toxizitätseffekte wurden Anwesenheit und Variabilität folgender Merkmale herangezogen.

1: Pyrrenoidbildung (Stärkeeinlagerung)
Eine gute Mobiltät und ein gut ausgeprägtes Pyrrenoid wurden als guter Zustand bzw. geringe Toxizität gewertet und der Klasse nicht toxisch, p = 1 zugeordnet.

2. Fehlende Mobilität, fehlendes oder schwach ausgebildetes Pyrrenoid und geringe Pigmentierung wurden als schlechter Zustand bzw. hohe Toxizität gewertet und der Klasse sehr toxisch, p = 1 zugeordnet.

Die Beurteilung der Ausprägungsstärke der unterschiedlichen Merkmale erfolgte halbquantitativ sowie anhand linguistischer Variablen (Tab.1).
Die anschließende Auswertung (Abb. 4) erfolgte mit Hilfe einer Fuzzy-Logic-Clusteranalyse, mit der auch linguistische Variablen gewichtet und quantitativ bewertet werden konnten.

 

Abb. 1: Prorocentrum sp.	Abb. 2: Prorocentrum Kolonie

Abb. 3: Prorocentrum, Spuren beweglicher Zellen


Tabelle 1


Abb. 4

Kurzdarstellung der Ergebnisse:

Eluate einer stark mit Kupfer kontaminierten Probe dienten als Positiv-Kontrolle. Sie wiesen im Test die höchste Toxizität auf und wurden mit der Zugehörigkeit p = 1 zur Klasse sehr toxisch zugeordnet.

Das Eluat der Station A war deutlich toxisch und wurde mit der Zugehörigkeit von p = 1 zur Klasse: deutlich toxisch zugeordnet.

Das Eluate Station B zeigte eine Zugehörigkeit von p = 0,5 zu den Klassen sehr toxisch und deutlich toxisch.

Das Eluat der Station C zeigte eine Zugehörigkeit von p = 0,5 zur Klasse etwas toxisch und deutlich toxisch.

Das Eluat der Station D zeigte eine Zugehörigkeit von p=0,7 zur Klasse etwas toxisch.

Als negativ Kontrolle diente ein Sediment - Eluat von einem unbelasteten Standort, welches eine Zugehörigkeit von p = 1,0 zur Klasse nicht toxisch aufwies.

Mit Hilfe der benthischen Mikroalge Prorocentrum sp. konnten Toxizitätsunterschiede in verschiedenen Sedimenten aus dem Nahbereich der Norderneyer Hafens nachgewiesen werden.

Weitere Versuche zwecks Optimierung des Tests sind in Planung.