Stellen Sie sich vor, Sie würden ständig essen, aber langsam verhungern. Hunderte von Meeressäugern, Fischen, Vögeln und Meeresschildkröten sind täglich dieser Gefahr ausgesetzt, wenn sie Plastikmüll für Nahrung halten.

Plastikmüll findet sich in den Ozeanen der ganzen Welt. Wissenschaftler haben geschätzt, dass weltweit über fünf Billionen Plastikteile mit einem Gewicht von mehr als einer Viertelmillion Tonnen im Meer treiben. Der größte Teil dieses Plastikmülls stammt von Quellen an Land und landet in den Ozeanen und Buchten, was größtenteils auf eine schlechte Abfallwirtschaft zurückzuführen ist.

Plastik ist nicht biologisch abbaubar, aber im Meer zerfallen große Plastikteile in immer kleinere Fragmente, die von Tieren leicht verzehrt werden können. Tiere, die Plastik fälschlicherweise für eine Mahlzeit halten, haben nichts Gutes im Sinn. Sie können an Unterernährung, Darmverstopfung oder langsamen Vergiftungen durch Chemikalien im oder am Plastik leiden.

Trotz der weiten Verbreitung und der Schwere dieses Problems verstehen die Wissenschaftler noch immer nicht ganz, warum so viele Meerestiere diesen Fehler überhaupt begehen. Es wurde allgemein angenommen, aber selten überprüft, dass Seevögel Plastikmüll fressen, weil er wie ihre natürliche Beute aussieht. In einer Studie, die meine Mitautoren und ich gerade in Science Advances veröffentlicht haben, schlagen wir jedoch eine neue Erklärung vor: Für viele gefährdete Arten erzeugt Plastikmüll im Meer auch einen Geruch, den die Vögel mit Nahrung assoziieren.

Eine Nase für Schwefel

Die am stärksten betroffenen Tiere sind vielleicht die Röhrennasen-Seevögel, eine Gruppe, zu der Albatrosse, Sturmtaucher und Sturmvögel gehören. Diese Vögel sind pelagisch, d. h. sie halten sich oft jahrelang auf dem Meer auf und suchen auf Hunderten oder Tausenden von Quadratkilometern des offenen Ozeans nach Nahrung, wobei sie nur zum Brüten und zur Aufzucht ihrer Jungen an Land kommen. Viele von ihnen sind außerdem vom Aussterben bedroht. Nach Angaben der International Union for the Conservation of Nature ist fast die Hälfte der rund 120 Arten von Röhrennasen-Seevögeln entweder bedroht, gefährdet oder stark gefährdet.

Obwohl es im Meer viele Fische gibt, sind die Gebiete, die zuverlässig Nahrung enthalten, sehr lückenhaft. Mit anderen Worten: Röhrennasen-Seevögel suchen bei ihrer Nahrungssuche nach einer „Nadel im Heuhaufen“. Sie suchen vielleicht nach Fischen, Tintenfischen, Krill oder anderen Dingen, und es ist möglich, dass Plastikmüll diesen Beutetieren visuell ähnelt. Wir glauben jedoch, dass dies nur ein Teil einer komplexeren Geschichte ist.

Die bahnbrechenden Forschungen von Dr. Thomas Grubb Jr. in den frühen 1970er Jahren zeigten, dass röhrennasige Seevögel ihren starken Geruchssinn nutzen, um effektiv Nahrung zu finden, selbst wenn dichter Nebel ihre Sicht behindert. Zwei Jahrzehnte später fanden Dr. Gabrielle Nevitt und Kollegen heraus, dass bestimmte Arten von Röhrennasen-Seevögeln von Dimethylsulfid (DMS) angezogen werden, einer natürlichen duftenden Schwefelverbindung. DMS stammt von Meeresalgen, die in ihren Zellen eine verwandte Chemikalie namens DMSP produzieren. Wenn diese Zellen beschädigt werden – zum Beispiel, wenn die Algen absterben oder von Meeresfressern wie Krill gefressen werden – wird DMSP abgebaut und DMS entsteht. Der Geruch von DMS macht Seevögel darauf aufmerksam, dass Nahrung in der Nähe ist – nicht die Algen, sondern der Krill, der die Algen frisst.

Dr. Nevitt und ich fragten uns, ob diese Seevögel durch den Geruch des Plastikmülls dazu verleitet werden, ihn zu fressen. Um diese Idee zu testen, erstellten meine Mitautoren und ich eine Datenbank, in der wir alle Studien sammelten, die wir finden konnten und in denen der Verzehr von Plastik durch röhrennasige Seevögel in den letzten 50 Jahren dokumentiert wurde. Diese Datenbank enthielt Informationen von über 20.000 Vögeln aus mehr als 70 Arten. Sie zeigte, dass Vogelarten, die DMS als Lockmittel bei der Futtersuche verwenden, fast sechsmal so häufig Plastik fressen wie Arten, die bei der Futtersuche nicht vom Geruch von DMS angezogen werden.

Um unsere Theorie weiter zu überprüfen, mussten wir analysieren, wie Plastikmüll im Meer riecht. Dazu nahm ich Perlen der drei häufigsten Arten von schwimmendem Plastik – Polypropylen sowie Polyethylen niedriger und hoher Dichte – und nähte sie in speziell angefertigte Netzbeutel, die wir an zwei Bojen vor der kalifornischen Zentralküste befestigten. Wir stellten die Hypothese auf, dass Algen das Plastik im Meer beschichten würden, ein Prozess, der als Biofouling bekannt ist, und DMS produzieren würde.

Nachdem das Plastik etwa einen Monat lang im Meer getaucht war, holte ich es heraus und brachte es in ein Labor, das normalerweise keine Anlaufstelle für Meereswissenschaftler ist: das Robert Mondavi Institute for Food and Wine Science an der UC Davis. Dort verwendeten wir einen Gaschromatographen, der speziell für den Nachweis von Schwefelgeruch in Wein, Bier und anderen Lebensmitteln gebaut wurde, um die chemische Signatur unseres experimentellen Meeresmülls zu messen. Schwefelverbindungen haben einen sehr ausgeprägten Geruch; für den Menschen riechen sie wie faule Eier oder verwesendes Seegras am Strand, aber für einige Seevogelarten riecht DMS köstlich!

Wie sich herausstellte, war jede von uns gesammelte Plastikprobe mit Algen bedeckt und wies erhebliche Mengen an DMS auf. Wir fanden DMS-Konzentrationen, die höher waren als die normalen Hintergrundkonzentrationen in der Umwelt und weit über den Werten lagen, die Röhrennasen-Seevögel erkennen und zur Nahrungssuche nutzen können. Diese Ergebnisse liefern den ersten Beweis dafür, dass Plastikmüll nicht nur wie Nahrung aussieht, sondern auch Seevögel verwirren kann, die nach ihrem Geruchssinn jagen.

Wenn Müll zum Köder wird

Unsere Ergebnisse haben wichtige Auswirkungen. Erstens deuten sie darauf hin, dass Plastikmüll eine heimtückischere Bedrohung für das Leben im Meer sein könnte, als wir bisher angenommen haben. Wenn Plastik wie Nahrung aussieht und riecht, ist es wahrscheinlicher, dass es mit Beute verwechselt wird, als wenn es nur wie Nahrung aussieht.

Zweitens haben wir durch Datenanalyse herausgefunden, dass kleine, geheimnisvolle, in Höhlen nistende Seevögel wie Prionen, Sturmschwalben und Sturmtaucher eher dazu neigen, Plastik mit Nahrung zu verwechseln als ihre charismatischeren, an der Oberfläche nistenden Verwandten wie Albatrosse. Dieser Unterschied ist von Bedeutung, weil Populationen von schwer zu beobachtenden, in Erdlöchern brütenden Seevögeln schwieriger zu zählen sind als oberflächenbrütende Arten, weshalb sie oft nicht so genau überwacht werden. Daher empfehlen wir eine verstärkte Überwachung dieser weniger charismatischen Arten, die möglicherweise einem größeren Risiko der Aufnahme von Plastik ausgesetzt sind.

Schließlich liefern unsere Ergebnisse ein besseres Verständnis dafür, warum bestimmte Meeresorganismen unweigerlich dazu verleitet werden, Plastik mit Nahrung zu verwechseln. Die Muster, die wir bei Vögeln gefunden haben, sollten auch bei anderen Artengruppen, wie Fischen oder Meeresschildkröten, untersucht werden. Die Verringerung der Plastikverschmutzung der Meere ist eine langfristige, groß angelegte Herausforderung, aber herauszufinden, warum einige Arten weiterhin Plastik mit Nahrung verwechseln, ist der erste Schritt, um Wege zu finden, sie zu schützen.