Beeinflussen elektromagnetische Felder, die in der Telekommunikation eingesetzt werden, wildlebende Pflanzen-Arten? Eine im Feld durchgeführte Studie zur Kontrolle der Auswirkungen.

In den letzten drei Jahrzehnten haben sowohl die Reichweite drahtloser Kommunikationsnetze als auch die daraus resultierende Belastung durch hochfrequente elektromagnetische Felder (HF-EMF) in nie dagewesenem Maße zugenommen. Bestehende Forschungen an Pflanzen haben gezeigt, dass HF-EMF-Strahlung ihr Wachstum und ihre Entwicklung, ihre Genexpression und verschiedene Stoffwechselaktivitäten beeinflussen kann. Da diese Ergebnisse jedoch überwiegend auf kontrollierten Laboruntersuchungen beruhen, bleibt unklar, inwieweit Pflanzen, die in realen Ökosystemen wachsen, beeinflusst werden. Somit sind die potenziellen weiterreichenden Folgen von HF-EMF auf ganze Ökosysteme nach wie vor unbekannt. Diese Frage muss in Feldstudien mit Pflanzen, die unter Freilandbedingungen wachsen, geklärt werden.

Die Autoren untersuchten die Auswirkungen einer HF-EMF-Exposition von der Keimung bis zur Reifung von zehn gängigen krautigen Pflanzenarten über einen Zeitraum von vier Monaten. Die ausgewählten Pflanzenarten gehören zu verschiedenen Familien und haben unterschiedliche funktionelle und morphologische Eigenschaften. Das Experiment wurde in einer Gärtnerei 80 km östlich von Wrocław, Polen, durchgeführt.
Die Fläche wurde in zwei gleich große Teile (je 2,5 x 1,5 m) unterteilt, die im Folgenden als "Bestrahlung" und "Kontrolle" bezeichnet werden. Die Pflanzen auf der Bestrahlungsfläche wurden HF-EMF ausgesetzt, die von einer Richtantenne ausgestrahlt wurden, welche an ein handelsübliches RFID-Lesegerät als Sender angeschlossen war, bei einem Abstand von 3 Metern und einer Frequenz von etwa 866 MHz. Die mittlere Leistungsflussdichte (im "Max hold"-Modus) in der bestrahlten Fläche betrug 12,4 mW/m² und 16,7 mW/m² in 20 bzw. 40 cm über dem Boden. Die gleichen Messungen auf den Kontrollflächen ergaben 0,003 mW/m² und 0,005 mW/m².

Es ist erwähnenswert, dass das RFID-Expositionssystem, das hier verwendet wurde, die gleichen technischen Eigenschaften wie von LTE, GSM und anderen gängigen zellularen Kommunikationssystemen aufweist, die am meisten zur EMF-Feldexposition in der Umwelt beitragen. Die Autoren haben einjährige Pflanzenarten ausgewählt, die im Frühjahr oder Frühsommer keimen, so dass ihre Beobachtungen in einer Vegetationsperiode über den gesamten Lebenszyklus der Pflanze, vom Samen bis zur reifen Pflanze, abgeschlossen werden konnten. Wild vorkommende Samen der ausgewählten Pflanzenarten wurden in der Nähe des Versuchsgeländes gesammelt. Die Arten wurden gleichmäßig verteilt, so dass die durchschnittliche Lichtverfügbarkeit, der HF-EMF-Expositionspegel, die Windgeschwindigkeit und andere Wachstumsbedingungen für jede Art gleich waren. Die Pflanzen wurden während ihres Wachstums dreimal fotografiert: zwei Monate nach der Aussaat, als die Pflanzen in Multitopfschalen wuchsen, und drei und vier Monate nach der Aussaat, als sie in Einzeltöpfen wuchsen. Die Pflanzenhöhe und -form sowie die Blattfläche und -ausrichtung wurden anhand der Fotos bestimmt.

Alle für diese Studie ausgewählten Arten keimten und erreichten ihre Reife als normal entwickelte Pflanzen. Bei den meisten der untersuchten Arten waren die Reaktionen auf HF-EMF nicht nachweisbar oder nur schwach. Allerdings wurden bei vier von zehn Arten mehrere Unterschiede zwischen den EMF-behandelten und den Kontrollpflanzen festgestellt. So war die Keimlingsauflaufrate bei Myosotis arvensis in EMF-behandelten Pflanzen um 12 % höher als in Kontrollpflanzen (p = 0,065). Der Unterschied zeigte sich viel später bei EMF-behandelten Thlaspi arvense-Pflanzen, die um 60 % höher waren (p = 0,048), und bei EMF-behandelten Avena fatua-Pflanzen, die um 55 % weniger verfärbte Blattflächen aufwiesen (p = 0,085). Nur bei einer Art, Trifolium arvense (Hasen-Klee), wurden Auswirkungen in verschiedenen Pflanzenentwicklungsstadien und für verschiedene Pflanzenmerkmale beobachtet: Die verfärbte Blattfläche war bei den EMF-behandelten Pflanzen im Vergleich zu den Kontrollpflanzen nach einem Monat Wachstum signifikant geringer; im zweiten Wachstumsmonat wurde sie jedoch bei den EMF-behandelten Pflanzen deutlich größer; im dritten Monat nahm dieser Unterschied weiter zu. Bei dieser Art stimulierte HF-EMF das Wachstum. Allerdings traten die HF-EMF-exponierten Pflanzen von Trifolium arvense im Laufe der Vegetationsperiode früher in die Phase der Seneszenz ein, was sich durch eine Verringerung der grünen Blattfläche und eine Zunahme der Fläche verfärbter Blätter zeigte.

Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass die Auswirkungen einer HF-EMF-Exposition bei umweltrelevanten Werten bei Pflanzen, die in der freien Natur wachsen, dauerhaft und irreversibel sein können, dass diese Auswirkungen jedoch auf bestimmte Arten beschränkt sind. Dies wiederum legt nahe, dass zukünftige Studien untersuchen sollten, ob die hier beobachteten Wirkungen auch bei häufigeren Trifolium-Arten oder anderen Leguminosen auftreten, die eine Schlüsselkomponente im europäischen Grasland sind. Trifolium arvense könnte ein möglicher Indikator für vom Menschen verursachte HF-EMF in der Umwelt sein. Die Empfindlichkeit von Trifolium arvense gegenüber HF-EMF könnte durch den Einfluss natürlicher Umweltstressoren erhöht worden sein. Diese Studie gibt keine Antwort auf die Frage, ob die HF-EMF-Exposition durch Mobilfunk-Basisstationen Veränderungen bewirkt, die sich auf breitere trophische Interaktionen in Ökosystemen auswirken. Es ist möglich, dass die bei Trifolium arvense beobachtete Reaktion ein gemeinsames Merkmal anderer Arten innerhalb der Gattung Trifolium ist. Wenn dies der Fall ist, könnten HF-EMF spürbare Auswirkungen auf das Funktionieren ganzer Graslandgemeinschaften haben, insbesondere in städtischen oder vorstädtischen Gebieten. Unter den verschiedenen Fabaceae-Gattungen gilt Trifolium als Schlüsselkomponente im europäischen Grünland, da diese Pflanzen besonders effiziente N2-Fixierer sind. Diese Studie ist der erste Versuch, die Auswirkungen von HF-EMF auf verschiedene Wildpflanzenarten in einem Experiment zu untersuchen, das in offener natürlicher Umgebung durchgeführt wurde. (AT)