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Lernen von der Seegurke09.07.2020

Text | Christoph Kienemann

Ein Boot ist teuer, nicht nur in der Anschaffung, sondern auch für Pflege und Wartung müssen die Besitzer*innen einiges aufbringen. Insbesondere unter der Wasseroberfläche wird es teuer. Hier bilden Mikroorganismen – z. B. Bakterien oder Algen – einen sogenannten Biofilm und bewachsen Rumpf, Kiel und Ruderblatt. Darauf siedeln sich später auch größere Tiere wie Muscheln oder Seepocken an. Oldenburger Wissenschaftler*innen haben sich nun die Frage gestellt, warum Wasserlebewesen frei von diesen Biofilmen und nicht von dem Bewuchs betroffen sind?
Diese Frage hat ein  Wissenschaftler*innenteam um Prof. Dr. Peter Schupp vom Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM) der Universität Oldenburg untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass sich Tiere vor Bewuchs schützen können, indem sie bestimmte chemische Verbindungen produzieren. Der Schutz hängt dabei von der Art, Menge und Struktur der Verbindungen ab. Diese Erkenntnis ist dabei keineswegs trivial. Für die Reinigung von Schiffen oder anderen Objekten müssen Reinigungsmittel verwendet werden, die die Umwelt gefährden. Die Erkenntnisse des ICBM-Teams könnten nun dazu beitragen, dass umweltfreundliche Lacke entwickelt werden, die Schiffe oder marine Messgeräte länger vor Bewuchs schützen können. Die Reinigung oder die Nutzung umweltschädlicher Lacke würde entfallen. Ihre Erkenntnisse haben die Wissenschaftler*innen bereits in der Fachzeitschrift „Marine Drugs“ veröffentlicht.
Ein Meereswesen, das nicht von dem Bewuchs durch einen Biofilm betroffen ist, ist die Seegurke. Letztere leben auf dem Meeresboden und sind weltweit zu finden. Ihre Form und ihre langsame Bewegung, lassen die Tiere eigentlich als idealen Nährboden für Biofilme erscheinen, dennoch sind Seegurken nicht davon betroffen. Dieses Phänomen ist darin begründet, dass Seegurken unterschiedliche Wirkstoffe produzieren können, die die Ansiedlung eines Biofilms verhindern können. Diese Schutzfunktion übernehmen die sogenannten Saponine. Damit sind auch die Seegurken mit einem natürlichen Antifouling ausgestattet.
Elham Kamyab, Doktorandin in der Arbeitsgruppe Umweltbiochemie von Schupp, untersuchte in verschiedenen Versuchen, wieso nur gewisse Saponine einen effektiven Schutz gegen Biofilme darstellen. Das Ergebnis: Die Antifouling-Wirkung ist abhängig von der Art der Seegurke, der Saponin-Konzentration und der molekularen Struktur der Saponine. „Mit unseren Methoden konnten wir bestimmte Saponine identifizieren, die sich besonders gut als Antifouling-Substanzen eignen“, sagt Kamyab. Für die Umweltbiochemiker*innen sind diese Erkenntnisse ein erster Schritt hin zu einem biologisch abbaubaren Lack, der sowohl der Umwelt als auch der Industrie zugutekommt: Bisher sind die meisten Lacke nicht biologisch abbaubar und dazu noch giftig für die Umwelt. Deshalb ist die Suche nach neuen Schutzanstrichen für Schiffe, Messgeräte und weitere marine Technik wichtig, um einen Beitrag für den Umweltschutz zu leisten. Darüber hinaus könnten auch Wartungskosten gespart werden.
Bis es soweit ist, müssen jedoch noch weitere Forschungen angeschoben werden. Da die Saponine recht komplexe Verbindungen darstellen, eignen sie sich wegen zu hoher Kosten nicht für die synthetische Herstellung. „Wissen wir jedoch genauer über die molekularen Strukturen Bescheid, können wir die wirksamen Teile des Moleküls identifizieren, um sie später industriell herzustellen“, sagt Schupp.
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