WENN MEERESBLASEN GIFTIGE ALGEN IN DIE LUFT SCHLEUDERN

An manchen Küsten bringen schädliche Algenblüten ein Gesundheitsproblem mit sich: immer mehr Berichte über Reizungen der Atemwege bei Menschen, die am Meer wohnen oder arbeiten. Eine Verursacherin ist eine Mikroalge, Ostreopsis cf. ovata. Sie blüht seit mehr als 20 Jahren an den Mittelmeerküsten und hat sich vor Kurzem an der Atlantikküste niedergelassen, mit einem ersten dokumentierten Ausbruch im Golf von Biskaya im Jahr 2021. Ihre Zellen bilden starke Gifte, die sich im Meerwasser lösen, aber von Sonnenlicht und Bakterien rasch abgebaut werden.

Dass gelöste Gifte in die Luft gelangen, ist bekannt. Ob auch Partikel – ganze Zellen oder Bruchstücke – Gifte transportieren, war unbekannt.

Zellen in der Strandluft

Während einer Ostreopsis-Blüte im Juli 2025 stellte das Team an den Stränden Erromardie und Mayarco in Saint-Jean-de-Luz an der französischen Baskenküste bei Flut einen Luftsammler 20 Meter von der Uferlinie entfernt auf. An drei Probenahmetagen fing er systematisch intakte und zerbrochene Ostreopsis-Zellen ein. Nimmt man an, dass ein Mensch einen Kubikmeter Luft pro Stunde atmet, sind das bis zu etwa zwanzig eingeatmete Zellen pro Stunde für Strandbesucher, Beschäftigte an der Küste und Anwohner.

Der Strahl einer platzenden Blase

Gischt ist die wichtigste Brücke zwischen Ozean und Atmosphäre. Der Wind reißt Tropfen von Wellenkämmen, und an der Oberfläche platzende Blasen schleudern zwei Arten von Tropfen aus. Zuerst zerspringt der dünne Film, der die Blase bedeckt, in winzige Tröpfchen. Dann bricht der offene Hohlraum innerhalb von Millisekunden zusammen, und von seinem Boden schießt ein schneller, dünner Strahl empor, der in größere Strahltropfen zerfällt.

Experimente mit Bakterien und Mikroplastik hatten gezeigt, dass der erste Strahltropfen oft reicher an Partikeln ist als das Wasser – bis zu mehrere Hundert Mal. Die übliche Erklärung ist ein Oberflächeneffekt: Die aufsteigende Blase sammelt Partikel auf ihrer Haut ein. Doch diese Erklärung sagt nicht, wie Zellen von der Größe von Ostreopsis, etwa 35 Mikrometer im Durchmesser, in Tropfen von 100 bis 800 Mikrometern gelangen.

Ein Strand mit einem Luftsammler, eine Skizze dreier Arten von Gischt, eine zusammenfallende Blase, ein Strahl mit dunklen Zellen und ein algenvoller Tropfen unter dem Mikroskop.

A: der Luftsammler am Strand. B: die drei Wege, auf denen das Meer Gischt erzeugt. C: ein zusammenfallender Blasenhohlraum. D: ein zerfallender Strahl in einer Ostreopsis-Kultur (dunkle Punkte sind Zellen). E: der erste Tropfen unter dem Mikroskop mit mehreren schwimmenden Zellen. — Abbildung 1, Figà Talamanca et al. (2026), arXiv:2610.29719, CC BY 4.0.

Eine Blase nach der anderen

Elettra Figà Talamanca, Juliette Pierre und Hélène de Maleprade vom Institut Jean Le Rond d’Alembert (Sorbonne-Universität und CNRS, Paris) ließen gemeinsam mit Ozeanografen aus Villefranche-sur-Mer und vom Flanders Marine Institute einzelne Blasen in Algenkulturen aufsteigen, filmten die Strahlen unter rotem Licht mit bis zu 40.000 Bildern pro Sekunde und fingen den ersten Tropfen auf einem Glasträger auf, um die Zellen unter dem Mikroskop zu zählen.

Ihr wichtigstes Versuchsobjekt war eine harmlose, gut erforschte Süßwasseralge, Chlamydomonas reinhardtii, etwa 8 Mikrometer groß. Sie variierten die Blasengröße, die Tiefe, aus der die Blase aufsteigt, und die Algenkonzentration über vier Größenordnungen und nahmen dann drei Meeresarten unterschiedlicher Größe und Form hinzu.

Zwei Regime

Der erste Tropfen fängt immer Algen ein, von keiner bis zu tausend Zellen.
In verdünntem Wasser ist er etwa zehnmal reicher als die Kultur, nahe am Wert, der für Mikroplastik gemessen wurde – eine Zahl, die an der kleinen Süßwasseralge gewonnen wurde, die als Modell diente. Die großen Meeresarten, darunter Ostreopsis, wurden in bereits dichtem Wasser gemessen und ergaben eine etwa zehnmal geringere Anreicherung – um eins oder weniger.
In dichtem Wasser, ab etwa 100.000 Zellen pro Milliliter, sinkt die Anreicherung – also wievielmal reicher an Algen der Tropfen ist als das Wasser – stark – ein Verhalten, das nach Angaben der Autorinnen noch nie beschrieben worden war. Je größer die Zellen, desto früher tritt es ein.
Schwimmen spielt keine Rolle: Chemisch fixierte, bewegungslose Zellen verhielten sich genauso, und eine Änderung der Länge ihrer Geißeln – der beiden peitschenartigen Schwänze, mit denen sie schwimmen – änderte nichts. Die Nähe zur Blasenoberfläche scheint nicht der Schlüssel zu sein.

Zellen, die den Strahl überholen

Hochgeschwindigkeitsaufnahmen von Ostreopsis in einem Strahl lieferten die Antwort. Manche Zellen starten außerhalb des Teils des Strahls, der zum ersten Tropfen wird – und holen ihn ein, bevor er sich ablöst. Der Kern des Strahls steigt schneller als seine Spitze, die von der Schwerkraft gebremst wird, sodass sich die Zellen oben sammeln.

Links ein Strahl mit farbigen Zellbahnen; rechts ihre Höhe über der Zeit, einige rote Kurven erreichen das graue Band des künftigen Tropfens. Darunter Tropfen mit vielen Kunststoffkügelchen im Vergleich zu wenigen Algen.

A–B: in einem Strahl verfolgte Zellen; rote Bahnen gelangen in den künftigen ersten Tropfen (graues Band), bevor er sich abschnürt. C: Unter identischen Bedingungen ist Mikroplastik (links) im Tropfen weit stärker konzentriert als Algen (rechts). — Abbildung 3, Figà Talamanca et al. (2026), arXiv:2610.29719, CC BY 4.0.

Behandelt man die Strahlspitze als Reservoir, das von dieser Strömung gefüllt wird, ergibt sich ein einfaches Gesetz. Es sagt eine Anreicherung von etwa 5 voraus, ohne jeden anpassbaren Parameter – die richtige Größenordnung für ein Modell, bei dem nichts angepasst wurde, innerhalb eines Faktors zwei der Messungen – und es erklärt, warum sehr kleine Tropfen extrem angereichert sein können.

In dichtem Wasser füllt sich der Tropfen einfach. Algen verhalten sich dabei aber, als wären sie etwa zehnmal größer als ihr Körper, und die physikalische Ursache dafür ist noch offen. Mikroplastik gleicher Größe gerät nicht in diese Sättigung: Unter identischen Bedingungen war der Tropfen bei Mikroplastik 3,4-mal reicher als das Wasser, bei Algen aber 25-mal ärmer (eine Anreicherung von 0,04).

Ein Partikelweg für Gifte

Die Studie zeigt, dass Gischt ganze giftige Ostreopsis-Zellen in die Luft heben kann – ein möglicher Partikelweg für Giftigkeit in der Luft während Algenblüten. Wie viel er zu den gelösten Giften beiträgt, ist die nächste Frage, ebenso wie die Rolle der anderen Arten von Gischttropfen.