Plankton Wars: Wie eine Schülerin eine Lösung zur Bekämpfung schädlicher Algenblüten entwickelte
Was wäre, wenn wir Mikroorganismen einsetzen könnten, um schädliche Algen zu vernichten? Und wenn ja, welcher Genotyp wäre für diese Aufgabe am besten geeignet? Das war das Thema von Annabelle M. Raysons preisgekröntem Projekt, das sie auf dem Stockholm Junior Water Prize 2022 präsentierte. Erfahren Sie hier, was sie dazu inspirierte, in diesem Bereich zu forschen.
Annabelle Rayson ist in einer kleinen Stadt im Südwesten der kanadischen Provinz Ontario aufgewachsen und hatte schon immer eine enge Beziehung zu den Großen Seen. Ihr Vater ist Berufsfischer und ihre Mutter eine ehemalige Biologielehrerin. Nicht verwunderlich also, dass sie in ihrem Siegerprojekt ein naheliegendes biologisches Problem behandelt: die Algenblüte.
Vor zwei Jahren begann Annabelle Rayson damit, nach einer möglichen Lösung für dieses Problem zu suchen, indem sie Zooplankton (winzige Wasserlebewesen) zur Vernichtung der Algen einsetzte. In ihrem ersten Projekt „Munching Madness“ fand sie heraus, dass ein Typ von Zooplankton namens Daphnia magna hierfür besonders gut geeignet ist. In ihrem aktuellen Siegerprojekt „Plankton Wars“, untersuchte sie, welcher Genotyp von Daphnia magna am effizientesten ist. Sie lieh sich Ausrüstung von Universitäten und verbrachte dann Monate mit harter Arbeit.
Making Waves traf sich mit Annabelle Rayson bei der World Water Week, um mehr über ihre Arbeit und ihre Leidenschaft für Wasserfragen zu sprechen.
Was ist es für ein Gefühl, den Stockholm Junior Water Prize gewonnen zu haben?
Ich fühle mich total geehrt, vor allem, dass ich Kanada vertrete und einen Sieg mit nachhause bringe und hier zusammen mit den anderen Finalisten stehen darf, die ebenfalls fantastische Projekte vorgestellt haben. Es ist eine Ehre, Mädchen und junge Frauen von der ganzen Welt zu vertreten, die im MINT Bereich arbeiten, vor allem diejenigen, die in kleineren Gemeinden leben und sich für Naturwissenschaften interessieren aber häufig keinen Zugriff auf große Laboratorien haben. Die komplette Forschung zu meinem Projekt fand in unserem Keller statt.
Du hast bereits in der vierten Klasse damit begonnen, an naturwissenschaftlichen Wettbewerben teilzunehmen. Was hat dein Interesse an der Naturwissenschaft geweckt?
Da ich im Südwesten von Ontario lebe, bin ich von den Großen Seen umgeben, und ich habe mich schon immer für Umwelt und Nachhaltigkeit interessiert. In der vierten Klasse schlugen mir meine Eltern vor, bei einem naturwissenschaftlichen Wettbewerb mitzumachen. Ich war früher sehr schüchtern und still – mit und vor Leuten zu sprechen, war mir ein Graus. Daher war die kleine neunjährige Annabelle von der Vorstellung, an einem naturwissenschaftlichen Wettbewerb teilzunehmen alles andere als begeistert.
Dennoch habe ich Jahr für Jahr immer wieder mitgemacht, weil man hier die Möglichkeit hat, seine Neugierde und seinen Wissensdrang zu kanalisieren und Probleme und Fragen zu lösen, die einem am Herzen liegen. Man hat die Freiheit, kreativ zu sein, was in meiner Grundschule oder in unserem Schulsystem nicht oft der Fall war. Durch naturwissenschaftliche Wettbewerbe habe ich einige meiner besten Freunde und absolut fantastische Menschen kennengelernt, und ich bin dafür offiziell um die Welt gereist.
Wie hat sich die schädliche Algenblüte auf die Arbeit deines Vaters als Fischer ausgewirkt?
Schädliche Algenblüten sind für viele Fischer im Südwesten Ontarios, insbesondere im Erie See, ein Problem. Zu bestimmten Zeiten des Jahres kann man in manchen Gebieten weder fischen noch schwimmen, und wir können das Wasser nicht als Trinkwasser verwenden.
Der Grund ist ein Massenwachstum der Algen, bei dem sich Giftstoffe bilden können, die die Wasserqualität erheblich beeinträchtigen. Außerdem absorbieren die Algen, sobald sie sich zersetzen, den gesamten Sauerstoff im See, so dass alle Arten, die noch nicht an den Toxinen gestorben sind, aufgrund des Sauerstoffmangels sterben.
Kannst du beschreiben, was Daphnia magna ist? Es ist ein Plankton, mit dem man in Fischbecken Algen entfernen kann, richtig?
Ja, ganz genau. Daphnia magna ist eine Art von Süßwasser-Zooplankton. Zooplankton sind winzig kleine Wasserorganismen. Daphnia magna ist ein so genannter Filtrierer, d. h., dass es, während es durch das Wasser schwimmt, alle Algen filtert und auffrisst. Darüber hinaus ist es eine Schlüsselart. Das bedeutet, dass es für das aquatische Leben in Süßwasserökosystemen unerlässlich ist.
Süßwasserökosysteme sind sehr dynamisch. Schadstoffe und andere Faktoren können sich sowohl auf die Algenblüte als auch auf Daphnia selbst auswirken. Deshalb wollte ich testen, welcher Genotyp von Daphnia am besten mit der schädlichen Algenblüte fertig wird, wenn er diesen Faktoren ausgesetzt ist.
Du hast geschrieben, dass Daphnia magna für die Biomanipulation verwendet werden könnte. Wurde das schon einmal gemacht?
Nein, das Konzept der Biomanipulation von Zooplankton wurde zwar bereits diskutiert, aber niemand weiß, welche Art hierfür am besten geeignet ist. Dies war der Grund für den Durchbruch meines ersten Forschungsprojekts, und durch mein aktuelles Projekt wissen wir nun, welcher Genotyp am effizientesten ist.
Wenn man in Kanada das Wort „Biomanipulation“ im Zusammenhang mit den Großen Seen in den Mund nimmt, flippen alle aus, obwohl wir unsere Lachsbestände biologisch manipulieren, um sicherzustellen, dass wir genügend Lachse haben. Das könnte man auch mit Daphnia magna machen, aber das würde viel mehr Forschung und eine Menge behördlicher Genehmigungen erfordern, da die Großen Seen gut geschützt sind.
Warum ist es deiner Meinung nach wichtig, junge Menschen für Wasserfragen zu begeistern?
Wasser ist eine lebenswichtige, aber endliche Ressource. Es ist für das Leben und die biologische Vielfalt unerlässlich. Ohne Wasser können wir nicht existieren. Junge Menschen müssen sich mit Wasser beschäftigen, denn es ist unsere Zukunft, es ist unser Planet. Wir müssen uns die Welt ansehen, die wir zu schaffen versuchen, und wir können nicht in einer Welt ohne Wasser leben. Ich denke, es ist wichtig, dass sich junge Menschen damit beschäftigen, nicht nur, weil es so interessant ist und es so viele Möglichkeiten gibt, sondern auch, weil es für unser Überleben und unser Fortkommen wichtig ist.
Woher nimmst du angesichts der vielen Wasserprobleme in der Welt die Zuversicht, dass wir in der Lage sein werden, sie zu lösen?
Ich persönlich lebe nach dem Zitat von Albert Einstein: „Die Welt wird nicht von denen zerstört, die Böses tun, sondern von denen, die ihnen zusehen, ohne etwas zu tun.“ Und was mich inspiriert, ist die Tatsache, dass die Menschen sich immer mehr der Wasserprobleme bewusstwerden. Für viele war Wasser eine Selbstverständlichkeit, aber vor allem angesichts des Klimawandels wird den Menschen nun klar, dass wir etwas tun müssen.
Was mir ebenfalls Hoffnung gibt, ist das Gespräch mit anderen jungen Menschen. Bei der Teilnahme am Stockholm Junior Water Prize traf ich 58 phänomenale Schülerinnen und Schüler in meinem Alter aus allen Teilen der Welt. Ihre Leidenschaft und ihre Forschung und ihr Bestreben, die Welt zu verbessern – darum geht es. Die anderen Finalisten des Stockholm Junior Water Prize geben mir Hoffnung.
Lesen Sie mehr über Xylems Jugendprogramme
Xylem ist ein Gründungspartner des Stockholm Junior Water Prize, der 1997 vom Stockholm International Water Institute ins Leben gerufen wurde. Für den Preis entwickeln Schülerinnen und Schüler im Alter von 15 bis 20 Jahren Forschungsprojekte, die zur Lösung wichtiger Wasserprobleme beitragen sollen.
Erfahren Sie, wie Xylem mit seinem Programm Xylem Ignite herausragenden Studierenden die Möglichkeit gibt, echte Veränderungen in der Wasserbranche voranzutreiben.