Evaluating Escherichia coli contamination of the outer mucus layer on freshwater fish in West Michigan watersheds with implications for transfer to humans

Süßwasserbäche sind mehr als nur malerische Kulissen für die Erholung; sie sind lebende Systeme, in denen Wasser, Wildtiere und menschliche Aktivitäten ständig aufeinandertreffen. In diesen Umgebungen dient eine spezifische Art von Bakterien namens Escherichia coli, oder E. coli, als primäres Warnsignal. Dieses Bakterium ist an sich meist nicht schädlich, aber seine Anwesenheit in hohen Zahlen deutet darauf hin, dass Fäkalien von Tieren oder Menschen das Wasser verunreinigt haben. Wenn das Wasser zu viele dieser Bakterien enthält, stellt dies ein Risiko für Menschen dar, die schwimmen oder waten, was potenziell Krankheiten verursachen kann. Seit Jahrzehnten überwachen Wissenschaftler und Gesundheitsbehörden Flüsse und Seen, indem sie das Wasser selbst testen und nach diesen bakteriellen Spitzenwerten suchen, um Sicherheitswarnungen herauszugeben. Jedoch ist eine wachsende Frage aufgetaucht: Könnten die Fische, die in diesen Gewässern schwimmen, die Bakterien an ihrem eigenen Körper tragen und so als verborgener Reservoir dienen, den Wassertests übersehen könnten? Wenn Fische diese Mikroben festhalten, könnte der bloße Akt des Fangens und Handhabens zu einem neuen, übersehenen Pfad führen, durch den Bakterien zum Menschen gelangen.

In einer kürzlich durchgeführten Studie in den Bächen von West-Michigan untersuchten Forscher diese Möglichkeit. Sie konzentrierten sich auf drei verschiedene Arten von Fischen: die Bachforelle, einen beliebten Speisefisch; den Mottled Sculpin (ein kleiner Bodenbewohner); und den Creek Chub (einen häufigen Schwarmfisch). Das Team wollte wissen, ob diese verschiedenen Arten unterschiedliche Mengen an E. coli auf ihrer äußeren Schleimschicht, bekannt als Muzus, tragen und ob die Bakterien von den Fischen auf die Hand eines Menschen übertragen werden können. Um dies zu untersuchen, besuchten sie vier verschiedene Flusssysteme, von denen einige für hohe bakterielle Verschmutzung bekannt waren und andere sauber blieben. Unter Verwendung von elektrischem Strom, um die Fische sanft zu betäuben und zu fangen, massen die Forscher jeden Fisch und wischten dann vorsichtig mit einem sterilen Stäbchen über dessen Haut, um den Muzus zu sammeln. Sie wischten auch über die behandschuhten Hände der Person, die die Fische handhabte – zu Beginn, nach dem ersten Fang und nach dem Handhaben vieler Fische –, um zu verfolgen, wie die Bakterien wanderten.

Die Ergebnisse zeigten einen klaren und überraschenden Unterschied zwischen den Arten. Der Creek Chub, der oft in Gruppen in tieferen, langsameren Tümpeln schwimmt, trug im Vergleich zu den anderen beiden Arten signifikant höhere Konzentrationen von E. coli auf seiner Haut. Im Durchschnitt enthielt der Muzus eines Creek Chub etwa 84 Einheiten Bakterien, während die Bachforelle und der Mottled Sculpin nur etwa sechs bzw. fünf Einheiten aufwiesen. Die Forscher fanden heraus, dass die Größe des Fisches diesen Unterschied nicht erklärte, noch die Wassertemperatur. Stattdessen schienen der Standort und das Verhalten der Fische am wichtigsten zu sein. Creek Chubs leben tendenziell in tieferen Tümpeln, in denen sich Sedimente und organisches Material ablagern, was eine perfekte Umgebung für die Ansammlung von Bakterien schafft. Im Gegensatz dazu bevorzugen Bachforellen und Sculpins schneller fließendes Wasser mit felsigen Böden, was dazu beitragen kann, ihre Haut sauber zu halten. Interessanterweise war die Menge der Bakterien auf dem Creek Chub mit der Fließgeschwindigkeit des Wassers verknüpft, was darauf hindeutet, dass jüngste Regenfälle und Abflüsse Bakterien in diese Tümpel spülen könnten, wo die Fische sie dann aufnehmen.

Die Studie bestätigte auch, dass Bakterien von den Fischen auf die Person übergehen können, die sie handhabt. Wenn die Forscher über die Handschuhe des Handhabers wischten, nahm die Menge an E. coli mit jedem gefangenen Fisch zu. Nach dem Handhaben von etwa einem Dutzend Fischen trugen die Handschuhe eine messbare Menge an Bakterien, was etwa einer übertragenen Einheit pro Fisch entsprach. Obwohl die Gesamtmenge, die auf den Händen gefunden wurde, weit unter dem Niveau lag, das bei einem gesunden Menschen sofort eine Krankheit auslösen würde, war die Akkumulation unbestreitbar. Dies deutet darauf hin, dass Angler, die Fische in verschmutzten Gewässern handhaben, nicht nur das Ökosystem beobachten, sondern physisch mit ihm interagieren, wodurch Mikroben übertragen werden. Die Forscher merkten an, dass dieser Transfer selbst stattfand, wenn Handschuhe getragen wurden, was impliziert, dass die Wärme und Textur der menschlichen Haut Bakterien möglicherweise noch effektiver halten kann als synthetische Materialien.

Diese Erkenntnisse legen nahe, dass Fische, insbesondere Arten wie der Creek Chub, als lebende Indikatoren für die Wasserqualität dienen könnten, die potenziell Kontaminationsereignisse aufdecken, die bei Wasserproben zu einem einzigen Zeitpunkt übersehen werden könnten. Wenn ein schwerer Regensturm Bakterien in einen Bach spült, kann sich das Wasser schnell klären, aber die Fische könnten diese Mikroben über einen längeren Zeitraum zurückhalten. Das bedeutet, dass ein Fluss auf einem Teststreifen sauber aussehen kann, aber dennoch Bewohner beherbergt, die Bakterien tragen. Für die Öffentlichkeit verstärkt die Studie die Bedeutung der Hygiene nach dem Angeln. Während das Risiko einer unmittelbaren Erkrankung durch das Handhaben eines Fisches in diesen spezifischen Strömen in Michigan gering erscheint, hebt die Fähigkeit der Bakterien, von Fischen auf menschliche Hände zu gelangen, eine subtile, aber reale Verbindung zwischen der Gesundheit des Wassers und der Sicherheit des Anglers hervor. Während Wissenschaftler weiterhin kartieren, wie Pathogene durch Süßwasserökosysteme wandern, fügt das Verständnis der Rolle von Fischen als Träger eine neue Ebene hinzu, wie wir sowohl unsere Wasserwege als auch die Menschen, die sie nutzen, schützen.