Das Forschungsteam um Prof. Dr. Kenneth Dumack, Professor für Aquatische Ökosystemanalyse an der Universität Koblenz, konnte zeigen, dass räuberische Einzeller – sogenannte Schalenamöben der Gattung Arcella – in der Lage sind, problematische fadenförmige Bakterien in Kläranlagen auf natürliche Weise in Schach zu halten. Diese Bakterien, vor allem Candidatus Microthrix parvicella, verursachen weltweit das Phänomen des Schlammauftriebs, das die Reinigungseffizienz von Abwasseranlagen stark beeinträchtigt und hohe Umweltschädigungs- sowie Kostenfolgen hat.
In der aktuellen Ausgabe von The ISME Journal, dem Publikationsorgan der Internationalen Gesellschaft für mikrobielle Ökologie, berichten Dumack und seine Kolleg:innen, dass sich die Populationsdynamiken der Bakterien und ihrer Protistenjäger durch Lotka-Volterra-Mechanismen beschreiben lassen – ein klassisches Räuber-Beute-Modell der Ökologie. Analysen aus vier deutschen Kläranlagen und ergänzende Experimente zeigen, dass Arcella-Arten das Wachstum von Microthrix durch gezielte Prädation eindämmen können. Damit eröffnet sich eine nachhaltige, umweltfreundliche Alternative zu den bisher üblichen chemischen Eingriffen in Kläranlagen.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass man ökologische Prinzipien gezielt nutzen kann, um biologische Systeme wie Kläranlagen stabiler und nachhaltiger zu gestalten“, erklärt Dumack. „Das Potenzial von Protisten als biologische Kontrollagenten wurde bisher kaum beachtet – hier liegt eine echte Chance für grüne Wassertechnologien.“
Nachhaltige Lösungen für Wasserwirtschaft und Ausbildung
Die Ergebnisse der Studie unterstreichen die zentrale Rolle biologischer Prozesse in der Wasseraufbereitung – in einem Themenfeld, das auch in einer Studienrichtung der Universität Koblenz verankert ist: Die interdisziplinären Studiengänge Bachelor of Science (B. Sc.) und Master of Science (M. Sc.) Gewässerkunde und Wasserwirtschaft verbinden Ökologie, Mikrobiologie, Chemie und Ingenieurwissenschaften. Sie bereiten Studierende auf aktuelle Herausforderungen in Gewässerschutz, Abwasserbehandlung und nachhaltiger Ressourcenbewirtschaftung vor.
„Wir wollen junge Menschen befähigen, das Wasser der Zukunft nachhaltig zu managen – von der Mikrobenebene bis zur globalen Wasserpolitik“, betont Dumack.
Dumacks Professur für Aquatische Ökosystemanalyse wird von der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG), verankert im Haushalt des Bundesministeriums für Verkehr (BMV), finanziert. Die inhaltliche Verantwortung liegt bei der Universität Koblenz.
Publikation:
Dumack K., Baltes F., Weiss A., Ettl M. (2025). Lotka-Volterra Dynamics Facilitate Sustainable Biocontrol of Wastewater Sludge Bulking. The ISME Journal. DOI: 10.1093/ismejo/wraf235
Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
Prof. Dr. Kenneth Dumack
Universität Koblenz
kenneth.dumack@uni-koblenz.de
Quelle: Universität Koblenz
