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Bei ihrer ersten Teilnahme am nationalen Wettbewerb für junge Wissenschaftler wurde die 17-jährige Mara für ihr Projekt über die Auswirkungen von Gülle auf bakterielle und nicht bakterielle aquatische Mikroorganismen mit dem renommierten EUCYS-Preis ausgezeichnet. Im Rahmen ihrer Arbeit konnte sie Folgendes beobachten: Je größer die Güllemenge in einer Teichwasserprobe ist, desto stärker vermehren sich Bakterien und desto weniger andere aquatische Mikroorganismen sind vorhanden. Die junge Wissenschaftlerin des Lycée Classique de Diekirch erhält die Gelegenheit, ihre Forschung anlässlich des "European Union Contest for Young Scientistsvorzustellen (EUCYS)". 

Legende : Links: Entnahmestellen der Wasserproben in Luxemburg. Rechts: Teststreifen zeigen die An- oder Abwesenheit von Nitriten, Nitraten und Phosphaten pro beprobtem Wasserlauf an. © Mara Rachel Manieri – Jonk Fuerscher

Mara lebt im Norden des Landes und erklärt, dass die sie umgebenden Landschaften von Feldern gesäumt sind. Je nach Jahreszeit oder Standort kommt auf diesen Landwirtschaftsflächen Gülle zum Einsatz. Um herauszufinden, welche Auswirkungen organische Dünger auf die Wasserqualität von Wasserläufen oder Wasserflächen haben, beschließt sie, eine wissenschaftliche Vorgehensweise anzuwenden. „Ich bin fasziniert vom wissenschaftlichen Denken und finde es großartig und wichtig, über unsere Umgebung nachzudenken und sie zu erproben.“, so Mara.

Von der Our über die Sauer bis hin zur Mosel hat die begeisterte Schülerin mithilfe von Teststreifen die An- bzw. Abwesenheit von Nitriten, Nitraten und Phosphaten in Luxemburger Gewässern evaluiert. Diese Komponenten sind Indikatoren einer landwirtschaftlichen Tätigkeit. Ihre zu hohe Konzentration innerhalb von Wasserläufen oder Wasserflächen weist auf eine schlechte Wasserqualität hin. Ist dies der Fall, sind das Gleichgewicht dieser aquatischen Ökosysteme sowie das Überleben der dort beheimateten Lebewesen gefährdet.

Mithilfe ihrer Proben konnte Mara feststellen, dass die Mosel (auf Höhe von Schengen) der Wasserlauf mit der höchsten Nitrat- und Phosphatkonzentration war. Der Obersauer-Stausee wies hingegen die geringsten Konzentrationen auf. „Es ist mir nicht gelungen, Nitrite in meinen Proben nachzuweisen, da vermutlich die Aquarientests nicht leistungsstark genug waren. Ich kann daher nicht behaupten, dass keine Nitrite vorhanden waren.“, erklärt Mara.

Bewertung der Auswirkungen von Gülle auf aquatische Mikroorganismen

Mara interessierte sich besonders für die Auswirkungen der Nitrit-, Nitrat- und Phosphatkonzentration auf aquatische Mikroorganismen. Diese umfassen eine große Vielfalt an Lebewesen, die sowohl für das Gleichgewicht der Nahrungsketten als auch für die ordnungsgemäße Funktion verschiedener Zyklen (Atmung/Kohlenstoff) von entscheidender Bedeutung sind. Fehlt einer dieser Akteure oder vermehrt er sich stark, ist das gesamte Gleichgewicht des aquatischen Lebensraumes gestört. Zu den aquatischen Mikroorganismen zählen u.a. Bakterien, Algen, Cyanobakterien, Plankton (Phyto-/zoologisches Plankton). Nach intensiver Forschung stellte sie eine erste Hypothese auf: Je größer die Güllemenge ist, desto geringer ist die Abundanz an Mikroorganismen.

Um dies zu prüfen, entnahm Mara Wasser aus einem Teich in Bettborn (nahe des Kulturzentrums Op der Fabrik) und ordnete es unter verschiedenen Bedingungen (Temperatur, Helligkeit) in mehreren Behältern an. In jeden Behälter füllte sie eine unterschiedliche Menge Gülle und maß die Nitrit-, Nitrat- und Phosphatkonzentration. 

Legende: Mit unterschiedlichen Güllemengen versetzte Wasserproben aus dem Teich von Bettborn. © Mara Rachel Manieri – Jonk Fuerscher

Um die Auswirkungen dieser Konzentrationen auf aquatische Mikroorganismen zu beobachten, bediente sich die Nachwuchsforscherin einer Neubauerkammer. „Dieses Raster ermöglicht es, die Abundanz zu berechnen und verschiedene Arten von Mikroorganismen in einem Gewässer entsprechend ihrer Größe unter einem Mikroskop zu identifizieren.“, erklärt Mara. Je nach Größenordnung ist es möglich, mehrere Arten aquatischer Mikroorganismen zu unterscheiden, insbesondere bakterielle und nicht bakterielle.

Bakterienwachstum und Absterben aquatischer Mikroorganismen

Dank der Ergebnisanalyse konnte die junge Wissenschaftlerin Folgendes beobachten: „Je größer die Güllemenge in einer Wasserprobe ist, desto höher ist die Nitratkonzentration und desto geringer ist die Abundanz nicht bakterieller aquatischer Mikroorganismen. Es lässt sich jedoch ein Bakterienwachstum beobachten“. Mara hat bereits zahlreiche Ideen zur Fortsetzung ihres Projekts, aber auch für neue Forschungstätigkeiten. Eines ist sicher: Sie möchte sich der medizinischen Forschung zuwenden und nach dem Lyzeum Medizin studieren.

Legende: Links: Abundanz und Art von Mikroorganismen in den Behältern (6,25x10-3mm 3) (mo.= Mikroorganismen; (1) Schätzungen). 

Rechts: Nitrit-, Nitrat- und Phosphatkonzentration je nach Behälter. 

Messfehler bei Behälter 5. Die erwarteten Konzentrationen müssten höher sein. © Mara Rachel Manieri – Jonk Fuerscher

 

Autor : Constance Lausecker
Foto : © Pixabay

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