ANTIRESIST

Im Projekt ANTIRESIST untersuchen wir, wie Antibiotika, die über Gülle in landwirtschaftliche Böden gelangen, bakterielle Gemeinschaften im Boden verändern, wie sie dort abgebaut werden und wie diese Prozesse die Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen sowie die Pflanzengesundheit beeinflussen.
Mit modernen experimentellen Methoden analysieren wir, wie Antibiotika die Aktivität von Bakterien, Interaktionen zwischen Bakterien und Phagen sowie Funktionen von boden- und pflanzenassoziierten Mikrobiomen verändern. Dazu kombinieren wir kontrollierte Laborexperimente mit Gewächshausstudien, um ein mechanistisches Verständnis für Veränderungen im Mikrobiom mit der Leistungsfähigkeit von Pflanzen unter kontrollierten Bedingungen zu verknüpfen.
Künftig sollen diese Ansätze auch in Feldexperimenten getestet werden, um zu prüfen, ob die beobachteten Effekte unter realistischen landwirtschaftlichen Bedingungen auftreten.
Das Projekt wird derzeit von drei Forschenden durchgeführt und soll bald durch zwei weitere Doktorandinnen oder Doktoranden erweitert werden. Zudem prüfen wir die Einstellung einer Person für Wissenschaftskommunikation, um Austausch, Wissenstransfer und den Dialog mit relevanten Akteurinnen und Akteuren zu stärken. Gemeinsam möchten wir die ökologischen Auswirkungen von Antibiotika in Agrarökosystemen umfassend verstehen und die Ergebnisse nutzen, um neue Hypothesen zu entwickeln, Risikobewertungen zu verbessern und nachhaltigere Managementstrategien zu unterstützen.

Wir tragen zum strukturellen Wandel bei, indem unsere Forschung Wissen bereitstellt, das die Transformation der Landschaften im Mitteldeutschen Revier nach dem Kohleausstieg unterstützen kann. Ehemalige Tagebauflächen werden zunehmend rekultiviert und teilweise landwirtschaftlich genutzt. Diese Böden unterscheiden sich jedoch häufig von natürlichen Böden und können empfindlich auf Umweltstressoren reagieren.
In unserer Forschung untersuchen wir, wie Böden auf Umweltstress reagieren, insbesondere wie mikrobielle Gemeinschaften im Boden auf Schadstoffeinträge reagieren. Bodenmikroorganismen spielen eine zentrale Rolle für Nährstoffkreisläufe, Bodenfruchtbarkeit und Pflanzengesundheit. Daher ist ihr Verhalten entscheidend, um zu beurteilen, ob rekultivierte oder neu genutzte Flächen negative Effekte von Schadstoffen abpuffern und dennoch eine nachhaltige Pflanzenproduktion ermöglichen können.
Durch grundlegende Erkenntnisse über die Reaktionen von Böden und Mikrobiomen auf Stress liefert unsere Forschung eine wissenschaftliche Grundlage, um potenzielle Risiken bei der landwirtschaftlichen Nutzung von Flächen im Mitteldeutschen Revier besser einschätzen zu können.

Das Projekt ANTIRESIST läuft bis 2030. Bis dahin wollen wir deutlich besser verstehen, wie Antibiotika mikrobielle Gemeinschaften in Boden-Pflanzen-Systemen beeinflussen und welche Folgen dies für die Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen in der Umwelt sowie für die Pflanzengesundheit hat. Ein zentrales Ziel ist zu klären, wie Antibiotikarückstände aus der Tierhaltung in der Umwelt verbleiben, wie sie in Böden umgewandelt werden und wie sie die Aktivität nützlicher Bakterien beeinflussen, die für Ökosystemfunktionen und Pflanzenproduktion wichtig sind.
Darüber hinaus möchten wir das Bewusstsein dafür stärken, dass Antibiotikarückstände in der Umwelt nicht einfach verschwinden. Gelangen sie in Böden, können sie mikrobielle Gemeinschaften direkt beeinflussen und zur Entstehung und Verbreitung von Resistenzen beitragen, die beispielsweise über kontaminierte Lebensmittel auch wieder zum Menschen gelangen können. Damit ist der Einsatz von Antibiotika eine komplexe Herausforderung, die sorgfältig gemanagt werden muss.
Bis 2030 wollen wir eine fundiertere wissenschaftliche Grundlage für die Bewertung dieser Risiken schaffen und dazu beitragen, Strategien zu entwickeln, die Umweltfolgen des Antibiotikaeinsatzes zu verringern und zugleich eine nachhaltige landwirtschaftliche Produktion zu sichern.