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Mögliche Wirkungen elektromagnetischer Felder auf Tiere und Pflanzen

Für das Bundesamt für Strahlenschutz sind neben möglichen gesundheitlichen Risiken für den Menschen auch die Wirkungen auf die Umwelt von Bedeutung. An das Bundesamt für Strahlenschutz werden häufig Fragen nach schädlichen Auswirkungen elektromagnetischer Felder - vor allem des Mobilfunks, aber auch von Radio- und Fernsehsendern sowie Radar – auf Tiere und Pflanzen gerichtet.

Mögliche Auswirkungen hochfrequenter elektromagnetischer Felder

Nach dem derzeitigen wissenschaftlichen Kenntnisstand gibt es keine wissenschaftlich belastbaren Hinweise auf eine Gefährdung von Tieren und Pflanzen durch hochfrequente elektromagnetische Felder unterhalb der Grenzwerte. Der einzige bekannte und wissenschaftlich nachgewiesene Wirkmechanismus hochfrequenter Felder auf Organismen ist die Erwärmung infolge von Energieabsorption. Die Intensität der Felder, die von Sendeanlagen ausgehen, reicht nicht aus, um eine biologisch wirksame Erwärmung von Lebewesen zu verursachen. Im Rahmen des Deutschen Mobilfunk Forschungsprogramms wurden keine Vorhaben zur Auswirkung hochfrequenter Felder auf Nutztiere und Pflanzen durchgeführt, da das Programm primär auf Fragestellungen zu möglichen Wirkungen auf den Menschen ausgerichtet war. Negative Ergebnisse an Labornagern können auch auf andere Säugetiere übertragen werden.

Im Folgenden wird der wissenschaftliche Kenntnisstand zu den möglichen Wirkungen hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf die belebte Umwelt im Allgemeinen und auf einige bedeutsame Tiergruppen und Pflanzen zusammengefasst und bewertet. Bei den Pflanzen wurden im Wesentlichen Freilanduntersuchungen an Waldbäumen durchgeführt. Außerdem sind Ergebnisse von Laborstudien an verschiedenen Pflanzengruppen veröffentlicht.

Wissenschaftlicher Kenntnisstand zu möglichen Wirkungen hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf Tiere und Pflanzen - Zusammenfassung und Bewertung

ÜbersichtsarbeitenEinklappen / Ausklappen

Es wurden mehrere Übersichtsarbeiten zum Einfluss von Basisstationen des Mobilfunks auf Wildtiere und Pflanzen in wissenschaftlichen Fachzeitschriften publiziert. Die erste Arbeit [1] beschreibt einzelne Beobachtungen von Beeinträchtigungen vor allem an Vögeln, eine Objektivierung der Beobachtungen fehlt und ein systematischer Ansatz ist nicht erkennbar. Weiterhin werden Studien an diversen Organismen zitiert, ohne sie einer wissenschaftlichen Diskussion zu unterziehen und deren Qualität zu beurteilen.

Die zweite Arbeit vom selben Autor [2] konzentriert sich auf Säugetiere, wobei, mit Ausnahme einer Arbeit an Fledermäusen, Ergebnisse aus der Forschung am Menschen und an Labornagern sowie Beobachtungen an Haustieren als Grundlage für Ausführungen über mögliche negative gesundheitliche Auswirkungen auf Wildtiere, vor allem große Raubtiere, verwendet werden. Die Vorgehensweise, Einzelbeobachtungen mit Labordaten zu verknüpfen, ohne dabei einzelne Studien einer fachlichen Beurteilung zu unterwerfen und die Gesamtschau auf Vollständigkeit und Nachvollziehbarkeit zu prüfen, ist wissenschaftlich unzulässig. Somit sind auch die Ergebnisse und die Schlussfolgerungen beider Übersichtsarbeiten als fragwürdig zu charakterisieren.

In einer dritten Übersichtsarbeit [3] fokussiert der Autor auf Berichte über negative Einflüsse der elektromagnetischen Felder des Mobilfunks auf Insekten, Vögel und Pflanzen. Es werden Störungen der Orientierung, der Reproduktion und des Pflanzenwachstums beschrieben. Die Qualität der zitierten Arbeiten wird nicht hinterfragt. In seiner aktuellsten Publikation [4] hat der Autor Störeinflüsse der hochfrequenten Felder auf die Orientierung von Tierarten, die sich nach dem Erdmagnetfeld orientieren können, zusammengefasst. Dies betrifft vor allem Zugvögel und Insekten in städtischen Gebieten.

Eine systematisch durchgeführte Analyse [5] bewertet über 100 wissenschaftliche Arbeiten zu potentiellen ökologischen Auswirkungen hochfrequenter elektromagnetischer Felder. Speziell wurde auf Insekten, Vögel, Wirbeltiere und Pflanzen und auf die Endpunkte Reproduktion, Entwicklung und Verhalten eingegangen. Es überwiegen Laborstudien an Nagern und Hühnern, in vielen Fällen wurden thermische Effekte weit oberhalb der Grenzwerte beschrieben. Nur wenige Untersuchungen wurden in der freien Natur durchgeführt. Angesichts der unzureichenden Datenlage und wechselnder Qualität der Studien wird weitere Forschung gefordert.

In einem Buch über Bienen, Vögel und Menschen [6] werden Kenntnisse über die Orientierung vieler Tierarten nach dem Erdmagnetfeld und über den Einfluss statischer Magnetfelder auf die Orientierung direkt auf mögliche Auswirkungen hochfrequenter elektromagnetischer Felder des Mobilfunks übertragen und eine schädigende Wirkung postuliert. Dies ist unzulässig, da die Wirkmechanismen für statische und hochfrequente Felder unterschiedlich sind. Ergebnisse zur Orientierung von Tieren nach dem Magnetfeld können auf den Menschen nicht übertragen werden, da dem Menschen entsprechende Wahrnehmungsorgane für statische Felder fehlen und demzufolge nicht gestört werden können.

In einer Übersichtsarbeit über Auswirkungen hochfrequenter elektromagnetischer Felder speziell auf Pflanzen [7] werden positive und negative Einflüsse vor allem auf Keimung und Wachstum beschrieben, die von Frequenz, Modulation und Leistungsflussdichte sowie Pflanzenart und Wachstumsstadium abhängen. Insgesamt ist die Datenlage widersprüchlich und unzureichend, um allgemeingültige Schlüsse ziehen zu können.

Eine andere aktuelle Übersichtsarbeit zu Pflanzen [8] stellt fest, dass vielfältige und häufig widersprüchliche Einflüsse hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf den Metabolismus, die Genexpression und das Wachstum von Pflanzen beschrieben wurden, die stark von Frequenz und Expositionsintensität abhängen. Die Verfasser schlagen vor, hochfrequente Felder als nicht schädlichen Umweltfaktor zu betrachten, der den Pflanzenmetabolismus beeinflussen kann.

Literatur

[1] Balmori A (2009) Electromagnetic pollution from phone masts. Effects on wildlife. Pathophysiology 16(2-3): 191 - 199

[2] Balmori A (2010) The incidence of electromagnetic pollution on wild mammals: A new "poison" with a slow effect on nature? Environmentalist 30(1): 90 – 97

[3] Balmori A (2014) Electrosmog and species conservation. Sci. Total Environ. 496: 314 - 316

[4] Balmori A (2015) Anthropogenic radiofrequency electromagnetic fields as an emerging threat to wildlife orientation. Sci. Total Environ. 518 - 519: 58 - 60

[5] Cucurachi S, Tamis WLM, Vijver MG, Peijnenburg WJGM, Bolte JFB, de Snoo GR (2013) A review of the ecological effects of radiofrequency electromagnetic fields (RF-EMF). Environ. Int. 51: 116 - 140

[6] Warnke, U (2008) Bienen, Vögel und Menschen. Die Zerstörung der Natur durch Elektrosmog. Kompetenzinitiative zum Schutz von Mensch, Umwelt u. Demokratie

[7] Jayasanka SMDH, Asaeda T (2014) The significance of microwaves in the environment and its effect on plants. Environmental Reviews 22(3): 220 - 228

[8] Vian A, Davies E, Gendraud M, Bonnet P (2016) Plant Responses to High Frequency Electromagnetic Fields. Biomed Res Int. 2016, ID 1830262

NutztiereEinklappen / Ausklappen

Untersuchungen zu Rindern in Deutschland

In den Jahren 1998 bis 2000 wurde in 38 landwirtschaftlichen Betrieben in Bayern und Hessen die sogenannte "Bayerische Rinderstudie" durchgeführt. Auf allen beteiligten Bauernhöfen wurde die elektrische Feldstärke gemessen. Bei Milchleistung, Fruchtbarkeit, Ausschüttung von Schlafhormonen und Stresssymptomen waren keine Auffälligkeiten durch den Einfluss des Mobilfunks erkennbar. Beobachtete Fehlbildungen waren auf das Auftreten einer Viruserkrankung zurückzuführen. Lediglich beim Wiederkauverhalten und beim Liegeverhalten zeigten vier der acht untersuchten Herden Auffälligkeiten [1]. Ein Gefährdungsszenario durch Mobilfunk ist nach Auswertung der Studie nicht erkennbar.

Untersuchungen zu Rindern in der Schweiz

In der Schweiz wurde in den Jahren 2005 bis 2006 eine Pilotstudie zu einer geplanten Rinderstudie durchgeführt, in der mit rechnerischen und messtechnischen Verfahren eine möglichst belastbare Expositionsbestimmung für freilaufende Kühe durchgeführt wurde. Es zeigte sich, dass die Rinder auf Schweizer Bauernhöfen gering exponiert sind.

Eine tiermedizinische Arbeit aus der Schweiz [2] beschreibt einen statistischen Zusammenhang zwischen dem Auftreten von Augenschäden bei neugeborenen Kälbern und der Entfernung der trächtigen Kühe von Mobilfunk-Sendemasten. Die Exposition wurde nicht bestimmt und mögliche Störfaktoren nicht erfasst. Ein ursächlicher Zusammenhang kann aus dieser Arbeit nicht abgeleitet werden.

Ebenfalls in der Schweiz wurde eine experimentelle Studie an Kühen durchgeführt [3], die über mehrere Monate einem GSM Signal von 12 Volt pro Meter ausgesetzt waren. Es wurde die Aktivität verschiedener oxidativer Enzyme im Blut bestimmt. Diese veränderten sich signifikant, aber bei einzelnen Tieren unterschiedlich und einige Kühe reagierten überhaupt nicht. Ein Vergleich mit einer Kontrollgruppe, der die natürliche Schwankungsbreite der betreffenden Enzymaktivitäten ohne Befeldung aufgezeigt hätte, fehlt. Eine Interpretation der Ergebnisse in Bezug auf die Gesundheit von Rindern ist demnach nicht möglich.

In einer weiteren Arbeit aus der Schweiz [4] wurde die zeitliche Koinzidenz zwischen dem Aufbau einer Mobilfunk-Sendeanlage und dem gehäuften Auftreten von Augenschäden bei Kälbern auf einem Bauernhof untersucht. Die gemessene elektrische Feldstärke war sehr gering, andere Einflussfaktoren wie Infektionen oder Vergiftungen konnten ausgeschlossen werden. Die Ursache der Erkrankungen wurde nicht identifiziert, diskutiert wurde Vererbung.

Meldestelle in der Schweiz

Das Schweizerische Bundesamt für Umwelt hatte für das Jahr 2014 eine Meldestelle eingerichtet, bei der Tierhalter, die bei ihren Tieren Störungen durch nichtionisierende Strahlung von nahegelegenen Mobilfunk-Antennen, Starkstromleitungen oder Transformatorenstationen vermuten, diese melden und einen Fragebogen ausfüllen konnten. Im Laufe des Jahren schauten sich 576 Personen den Fragebogen an (entspricht 1% der schweizerischen landwirtschaftlichen Betriebe). Es wurden 44 ausgefüllte Fragebögen zurückgeschickt. Dieses unerwartet geringe Interesse spricht dafür, dass elektromagnetische Felder im Zusammenhang mit Gesundheitsproblemen von Nutztieren eine untergeordnete Rolle spielen[5].

Missbildungen bei Schweinen

In einem deutschen landwirtschaftlichen Betrieb [6] kam es nach dem Aufbau einer Mobilfunk-Basisstation im Jahr 2009 in einer Entfernung von etwa 300 Meter zu Problemen in der Schweinezucht. Die Zahl der Würfe pro Sau sowie die Zahl der Ferkel pro Wurf sank signifikant, die Zahl der Missbildungen stieg deutlich an. Ein Zusammenhang mit Erkrankungen konnte nicht festgestellt werden. Der Beobachtungszeitraum betraf sieben Jahre vor und drei Jahre nach dem Aufbau der Basisstation. Wie sich der Bestand nach 2011 weiter entwickelt hat, ist nicht bekannt. Die Autoren führen die Zuchtprobleme auf elektromagnetische Felder zurück. Das ist aber unwahrscheinlich, da die am Hof gemessene Leistungsflussdichte maximal 1,2 Milliwatt pro Quadratmeter und somit nur 1,6 Prozent des Grenzwertes betrug. Mögliche vorhandene Erbschäden bei Zuchtsäuen und Ebern wurden nicht verfolgt. Ähnliche Meldungen von anderen Höfen sind nicht bekannt.

Literatur

[1] Wenzel C, Wöhr AC, Unshelm J (2002) Das Verhalten von Milchrindern unter dem Einfluss elektromagnetischer Felder. Der praktische Tierarzt. 83(3): 260 - 267

[2] Hässig M, Jud F, Naegeli H, Kupper J, Spiess B (2009) Prevalence of nuclear cataract in Swiss veal calves and its possible association with mobile telephone antenna base stations. Schweiz. Arch. Tierheilkd. 151(10): 471 - 478

[3] Hässig M, Wullschleger M, Naegeli HP, Kupper J, Spiess B, Kuster N, Capstick M, Murbach M, Wullschleger M, Naegeli HP, Kupper J, Spiess B, Kuster N, Capstick M, Murbach M (2014) Influence of non ionizing radiation of base stations on the activity of redox proteins in bovines. BMC Vet Res 10(19:136)

[4] Hässig M, Jud F, Spiess B (2012) Increased occurence of nuclear cataract in the calf after erection of a mobile phone base station. Schweiz Arch Tierheilkd. 154(2): 82 – 86

[5] Hässig M, Maldovado A, Hässig N, Urech Hässig B (2015) Gesundheitliche Probleme von Nutztieren mit Verdacht auf nichtionisierende Strahlung oder elektrische Kriechströme als Ursache: Ergebnis einer Fragebogenerhebung. Schweiz. Arch. Tierheilkd. 157(11): 615 - 617

[6] Buchner K, Eger H, Hopper J (2014) Reduzierte Fruchtbarkeit und vermehrte Missbildungen unter Mobilfunkstrahlung. Dokumentation aus einem landwirtschaftlichen Nutzbetrieb. Umwelt - Medizin –Gesellschaft 27(3): 182 - 191

FledermäuseEinklappen / Ausklappen

Es gibt vereinzelte Meldungen aus der Bevölkerung über Störungen von Fledermäusen durch elektromagnetische Felder von Mobiltelefonen oder Basisstationen. Laut Informationen von Umweltschutzorganisationen und Behörden gibt es aber keine Anzeichen dafür, dass elektromagnetische Felder von Mobilfunkbasisstationen Fledermäusen schaden. Infolge von Schutzmaßnahmen steigt die Zahl der Fledermäuse seit dem Jahr 2000 stetig an [1]. Im Zusammenhang mit Mobilfunkbasisstationen sind in erster Linie Baumaßnahmen auf Dachstühlen und Kirchtürmen problematisch, bei denen Sommer- und Winterquartiere von Fledermäusen zerstört werden [2]. Weiterhin können an solchen Standorten die Tiere, falls sie infolge der Störungen ihre Lebensräume nicht verlassen haben, die Sicherheitsabstände unterschreiten und in unmittelbare Nähe der Sender gelangen, wodurch sie thermischen Einflüssen ausgesetzt werden.

Untersuchungen bei Radaranlagen

Der Zusammenhang zwischen dem Verhalten von Fledermäusen und elektromagnetischen Feldern wurde anhand der Aktivität von fünf Fledermausarten in der Umgebung von zehn Radaranlagen in Schottland untersucht [3]. Die Fledermäuse mieden die unmittelbare Nähe der Sender mit Feldstärken über zwei Volt pro Meter. Es wurde vorgeschlagen, das Vermeidungsverhalten zu nutzen und mit Hilfe von Radar Fledermäuse von Windrädern, mit denen sie kollidieren könnten, fern zu halten [4]. Ein Wirkmechanismus wurde nicht untersucht, möglich wäre eine Wahrnehmung der durch die elektromagnetischen Felder verursachten Erwärmung oder eine akustische Wahrnehmung auf dem Prinzip des sogenannten "Mikrowellenhörens" [5].

Literatur

[1] Bayerisches Landesamt für Umwelt (2010): Regionalabkommen zur Erhaltung der Fledermäuse in Europa (Eurobats). Bericht für das Bundesland Bayern Januar 2006 - Dezember 2009.

[2] Diefenbacher H, Dobmeier G, Hack U, Kordecki G, Kurze KH, Wegner W (2003) Mobilfunk auf dem Kirchturm? Informationen und Entscheidungshilfen für Kirchengemeinden. Verlag Institut für Kirche und Gesellschaft, Islehorn, ISBN 3-931845-70-2

[3] Nicholls B, Racey PA (2007) Bats Avoid Radar Installations: Could Electromagnetic Fields Deter Bats from Colliding with Wind Turbines? PLoS ONE 2(3): e297

[4] Nicholls B, Racey PA (2009) The aversive effect of electromagnetic radiation on foraging bats: a possible means of discouraging bats from approaching wind turbines. Plos One 4(7): e6246

[5] Lin JC, Wang Z (2007) Hearing of microwave pulses by humans and animals: effects, mechanism, and thresholds. Health Phys. 92(6): 621 - 628

VögelEinklappen / Ausklappen

Im Umkreis von Mobilfunk-Basisstationen wurde in Berichten aus Spanien und Belgien eine Abnahme und ein geringerer Bruterfolg von Spatzen [1, 2] sowie ebenfalls in Spanien eine verminderte Reproduktionsfähigkeit von Weißstörchen [3] beschrieben. In Deutschland wurden von den Landesbehörden für Umweltschutz und von den Vogelwarten keine vergleichbaren Beobachtungen gemeldet. Im Gegenteil, bundesweit lässt sich beobachten, dass Störche ihre Nester auf Mobilfunk-Sendemasten bauen und dort erfolgreich Junge aufziehen: Aschwarden in Niedersachsen, Baiersdorf in Bayern, Crailsheim in Baden-Württemberg. In Zusammenarbeit mit Vodafone hat die Initiative "Artenschutz im Steigerwald" ab 2006 Nistkästen für Turmfalken an Mobilfunk-Sendemasten installiert. Sie werden von den Vögeln gut angenommen, der Bruterfolg ist gut und die Küken weisen keine Beeinträchtigungen auf.

Brutverhalten von Meisen bei einer Radar-Sendeanlage

Das Brutverhalten von Meisen wurde in der Umgebung einer militärischen Radar-Sendanlage in Polen untersucht [4]. Die elektromagnetischen Felder führten nicht zu einer Abnahme der Meisenpopulation. Die Zahl der besetzten Brutkästen, der Eier und der Jungvögel waren nicht beeinflusst.

Orientierung von Brieftauben und Zugvögeln

Aus der Bevölkerung gibt es vereinzelte Meldungen über Probleme mit der Orientierung von Brieftauben in der Nähe von Basisstationen. Der Großteil der Taubenzüchter hat derartige Probleme nicht beobachtet. Die Vogelwarte Sempach hat 1999 um den Schweizer Kurzwellensender Schwarzenburg eine Studie zur Orientierung von Brieftauben durchgeführt. Alle Tauben konnten sich einwandfrei orientieren, brauchten aber bei eingeschaltetem Sender geringfügig länger und änderten ihre Flughöhe. Die Tiere konnten sich an den Sender gewöhnen und zeigten später keine Unterschiede im Verhalten mehr [5]. Ob es sich bei den beschriebenen Beobachtungen um kausale Zusammenhänge handelt, bleibt unklar. Eine Gefährdung der Vogelbestände bedeuten sie nicht.

Vögel können das Erdmagnetfeld wahrnehmen und sich danach orientieren. Das zugehörige Sinnesorgan ist in der Netzhaut lokalisiert und basiert auf einer Reaktion von Radikal-Paaren. Diese Reaktion kann unter Laborbedingungen durch schwache Wechselfelder im Frequenzbereich von 0,1 bis 10 Megahertz gestört werden. Frequenzen über 25 Megahertz, wie sie für den Mobilfunk verwendet werden, interferieren mit diesem System nicht [6].

Eine Studie der Universität Oldenburg [7] hat gezeigt, dass bei Zugvögeln der Magnetsinn bereits durch sehr schwache (einige Nanotesla) breitbandige (50 kHz bis 5 MHz) hochfrequente Felder gestört werden kann. Dieser Frequenzbereich betrifft weder Stromleitungen noch Mobilfunk, sondern ausschließlich Felder starker Radiosender und Hintergrundfelder in städtischen Bereichen, die von elektrischen und elektronischen Geräten ausgehen. Generelle Störungen des Vogelzugs sind aufgrund dieser Ergebnisse nicht zu erwarten, könnten aber ausnahmsweise dann auftreten, wenn sich Vögel bei extrem schlechtem Wetter nicht nach Sonne, Sternen oder Landmarken orientieren können und sich gleichzeitig in der Nähe entsprechender Feldquellen befinden. Die Ergebnisse dieser Arbeit bieten auch eine mögliche Erklärung für die bereits beschriebenen Beobachtungen am Radiosender Schwarzenburg.

Embryonalentwicklung von Küken

Einige wenige Studien untersuchten die Embryonalentwicklung von Küken unter Exposition mit hochfrequenten elektromagnetischen Feldern. In einigen Fällen wurden Expositionsanlagen verwendet, die zu einer deutlichen Erwärmung der Eier, begleitet von einer erhöhten Sterblichkeit der Embryonen, führten [8]. In anderen Untersuchungen wurden kommerzielle Telefone zur Exposition benutzt, bei denen die Exposition nicht genau definiert war. In einer dieser Studien [9] wurden jeweils 60 Eier exponiert und 60 scheinexponiert und das ganze Experiment viermal wiederholt. In zwei Wiederholungen war die Sterblichkeit der Embryonen unter Exposition signifikant erhöht, in den anderen beiden nicht. Aus diesen Ergebnissen können insgesamt keine belastbaren Schlüsse gezogen werden.

Literatur

[1] Everaert J, Bauwens D (2007) A possible effect of electromagnetic radiation from mobile phone base stations on the number of breeding house sparrows (Passer domesticus). Biol. Med. 26(1): 63 - 72

[2] Balmori A, Hallberg O (2007) The urban decline of the house sparrow (Passer domesticus): a possible link with electromagnetic radiation. Electromagn. Biol. Med. 26(2): 141 - 151

[3] Balmori, A. (2005). Possible effects of electromagnetic fields from phone masts on a population of White Stork (Ciconia ciconia). Electromag. Biol. Med. 24(2): 109 – 119

[4] Rejt L, Mazgajski T, Kubacki R, Kieliszek J, Sobiczewska E, Szmigielski S (2007) Influence of radar radiation on breeding biology of tits (Parus sp.) Electromagn Biol Med. 26(3): 235 - 238

[5] Steiner I, Bruderer B (1999) Anfangsorientierung und Heimkehrverhalten von Brieftauben unter dem Einfluß von Kurzwellen. J. Ornithol. 140(2): 165 - 177

[6] Ritz T, Thalau P, Phillips JB, Wiltschko R, Wiltschko W (2004) Resonance effects indicate a radical-pair mechanism for avian magnetic compass. Nature 429(6988): 177 - 180

[7] Engels S, Schneider NL, Lefeldt N, Hein CM, Zapka M, Michalik A, Elbers D, Kittel A, Hore PJ, Mouritsen H (2014) Anthropogenic electromagnetic noise disrupts magnetic compass orientation in a migratory bird. Nature doi: 10.1038/nature13290.

[8] Thalau HP, Raczek J, Marx B, Hombach V, Cooper J (2003) Temperature changes in chicken embryos exposed to a continuous-wave 1.25 GHz radiofrequency electromagnetic field. Radiat. Res. 159(5): 685 - 692

[9] Batellier F, Couty I, Picard D, Brillard JP (2008) Effects of exposing chicken eggs to a cell phone in "call" position over the entire incubation period. Theriogenology 69(6): 737 - 745

FröscheEinklappen / Ausklappen

Bisher wurden die Ergebnisse eines einzelnen Experiments an Kaulquappen von Grasfröschen publiziert [1]. Zwei Behälter mit Kaulquappen wurden elektromagnetischen Feldern einer Mobilfunk-Basisstation ausgesetzt, der eine geschirmt, der andere nicht. Im Behälter ohne Abschirmung wurde eine wesentlich höhere Sterblichkeit als im geschirmten Behälter beobachtet, und den elektromagnetischen Feldern zugeschrieben. Energieabsorption in den Wasserbehältern und in den Körpern der Kaulquappen wurde nicht bestimmt, es ist aber davon auszugehen, dass die Energie überwiegend vom Wasser und nicht von den Kaulquappen absorbiert wurde. Andere mögliche Einflussfaktoren, wie zum Beispiel Temperatur oder Sauerstoffgehalt, wurden nicht in Betracht gezogen. Deshalb bleibt die Aussagekraft dieser einzelnen Beobachtung gering. Aus der freien Natur wurden bisher keine Beobachtungen zum Zusammenhang zwischen Funkanwendungen und dem Vorkommen von Fröschen gemeldet.

Literatur

[1] Balmori A (2010) Mobile Phone Mast Effects on Common Frog (Rana temporaria) Tadpoles: The City Turned into a Laboratory. Electromagnetic Biology and Medicine, 29 (1-2): 31 - 35

Insekten allgemeinEinklappen / Ausklappen

Es gibt bisher nur eine experimentelle Freilandstudie zum Einfluss elektromagnetischer Felder einer Mobilfunk-Basisstation auf verschiedene Arten von Insekten [1] (Springschwänze, räuberische Wanzen, parasitische Wespen, Fruchtfliegen). Die Tiere wurden in unterschiedlichen Entfernungen vom Sender exponiert, Kontrolltiere in Metallbehältern abgeschirmt. Die Leistungsflussdichte erreichte maximal ein Tausendstel des Grenzwertes. Die Reproduktionsfähigkeit der Insekten war unter diesen Versuchsbedingungen nicht beeinflusst.

Da die Fruchtfliege ein etabliertes Modell in der Entwicklungsbiologie darstellt, wurde mehrfach der Einfluss elektromagnetischer Felder von Endgeräten auf Fruchtfliegen bei SAR-Werten von bis zu vier Watt pro Kilogramm untersucht. In vielen Fällen wurden dabei eine verringerte Überlebensrate sowie eine Beeinträchtigung der Fortpflanzung und der Embryonalentwicklung festgestellt.

Viele der Studien wiesen methodische Mängel auf. Zum Beispiel wurden häufig nur mangelhafte Angaben zur Exposition gemacht und kommerzielle Mobiltelefone anstatt definierter Expositionsanlagen verwendet [2, 3, 4, 5]. Dabei ist ein Einfluss der Wärme sowie der niederfrequenten elektrischen und magnetischen Felder der Batterie nicht auszuschließen. Eine Studie [6] hat eine Anlage mit gut definierter Exposition verwendet und bei vier Watt pro Kilogramm nach zwölf Stunden eine verringerte Überlebensrate gefunden. Bei 1,6 Watt pro Kilogramm war dieser Effekt auch nach 30 Stunden nicht vorhanden. Expositionen dieser Intensität treten nur in unmittelbarer Nähe der Endgeräte auf, in der Umwelt kommen sie nur in der unmittelbaren Umgebung von Basisstationen vor. Daher ist eine Schädigung von Insektenpopulationen infolge von elektromagnetischen Feldern des Mobilfunks nicht zu erwarten.

Für Untersuchungen an Insekten gilt, dass die Expositionssituation, und somit auch die Ergebnisse, zwischen Säugetieren und Insekten nicht vergleichbar sind. Für den Menschen gilt eine maximale Teilkörperexposition im Kopf und Rumpf von zwei Watt pro Kilogramm und in den Extremitäten von vier Watt pro Kilogramm als unbedenklich, denn sie führt höchstens zu einer geringfügigen Erwärmung des Gewebes, die im normalen physiologischen Bereich liegt und durch die Thermoregulation ausgeglichen wird. Dabei wird die meiste Energie in den oberflächennahen Geweben, wie Haut, Bindegewebe und Fett absorbiert, innere Organe werden kaum belastet. Bei Insekten ist die Situation umgekehrt, die dünne Kutikula absorbiert nur wenig, die meiste Energie wird von inneren Organen aufgenommen.

Infolge der Körpergröße handelt es sich bei Insekten immer um eine Ganzkörperexposition. Weiterhin besitzen Insekten nicht die Fähigkeit zur Thermoregulation. Deswegen ist es sehr wahrscheinlich, dass eine anhaltende Exposition mit vier Watt pro Kilogramm auf thermischem Weg zu Schädigungen bei Insekten führt. Auf eine Teilkörperexposition beim Menschen sind diese Ergebnisse nicht übertragbar. Eine Ganzkörperexposition mit vier Watt pro Kilogramm führt auch bei Labornagern zu einer verstärkten thermoregulatorischen Antwort und zu Verhaltensänderungen [7].

Starke hochfrequente elektromagnetische Felder (weit oberhalb der Grenzwerte) können genutzt werden, um Holzschädlinge abzutöten [8, 9]. Damit kann auf giftige Chemikalien verzichtet und die Umwelt geschont werden.

Literatur

[1] Vijver MG, Bolte JF, Evans TR, Tamis WL, Peijnenburg WJ, Musters CJ, de Snoo GR. (2014) Investigating short-term exposure to electromagnetic fields on reproductive capacity of invertebrates in the field situation. Electromagn Biol Med. 33(1): 21 - 28

[2] Weisbrot D, Lin H, Ye L, Blank M, Goodman R (2003) Effects of mobile phone radiation on reproduction and development in Drosophila melanogaster. J. Cell. Biochem. 89: 48 - 55

[3] Panagopoulos D, Karabarbounis A, Margaritis LH (2004) Effect of GSM 900-MHz Mobile Phone Radiation on the Reproductive Capacity of Drosophila melanogaster. Electromagnetic biology and medicine 23(1): 29 - 43

[4] Panagopoulos DJ, Chavdoula ED, Nezis IP, Margaritis LH. (2007) Cell death induced by GSM 900-MHz and DCS 1800-MHz mobile telephony radiation. Mutat Res. 626(1-2): 69 - 78

[5] Panagopoulos DJ (2012) Effect of Microwave Exposure on the Ovarian Development of Drosophila melanogaster. Cell Biochem. Biophys. 62(2): 121 - 132

[6] Lee K-S, Choi J-S, Hong S-Y, So T-H, Yu K (2008) Mobile Phone Electromagnetic Radiation Activates MAPKSignaling and Regulates Viability in Drosophila. Bioelectromagnetics 29(6):371 - 379

[7] ICNIRP (1999) Guidlines on limiting exposure to non-ionizing radiation

[8] Hamid MAK, Kashyap CS, Cauwenberghe RV (1968) Control of grain insects by microwave power. Journal of the Microwave Power. 3(3): 126 - 135

[9] Shrestha B, Baik O-D (2013) Radio frequency selective heating of stored-grain insects at 27.12 MHz: A feasibility study. Biosystems engineering 114(3): 195 - 204

BienenEinklappen / Ausklappen

Die erste Studie zu einem möglichen Einfluss hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf die Orientierung von Bienen stammt bereits aus den achtziger Jahren [1]. Es wurden 6000 einzelne Bienen markiert. Diese wurden dann exponiert oder scheinexponiert und ihr Orientierungsverhalten wurde beobachtet. Es konnte kein signifikanter Einfluss der Exposition auf die Orientierung von Bienen festgestellt werden.

Untersuchungen an der Universität Koblenz

An der Universität Koblenz wurde das Rückkehrverhalten von Bienen unter dem Einfluss hochfrequenter elektromagnetischer Felder in einer Pilotstudie und einer Folgestudie untersucht. Zur Exposition diente eine unter dem Bienenstock angebrachte DECT-Basisstation. Dies ist einerseits eine unrealistische Situation, aus der direkte Schlüsse über Auswirkungen von Mobilfunk-Basisstationen nicht gezogen werden können. Andererseits kann ein Einfluss niederfrequenter Felder, die durch die Stromversorgung der DECT-Basisstation entstehen, nicht ausgeschlossen werden.

Es ist bekannt, dass Bienen das Erdmagnetfeld wahrnehmen und sich danach orientieren können [2]. Auch niederfrequente Magnetfelder können sie bei besonders niedrigen Frequenzen und höheren Flussdichten wahrnehmen [3]. Sie können auch elektrische Felder wahrnehmen und die elektrische Aufladung von Blumen und Artgenossen zur Orientierung nutzen [4, 5]. Ob diese Orientierung durch niederfrequente Felder gestört wird, wurde nicht untersucht. Die Pilotstudie zeigte bei den exponierten Bienen einen signifikant höheren Verlust an zurückkehrenden Tieren als bei den nicht exponierten Bienen.

In der Folgestudie wurde die Zahl der Bienenstöcke erhöht, die in der Pilotstudie gefundene Tendenz wurde zwar bestätigt, die Ergebnisse waren aber nicht signifikant. Es kehrten etwa 60 Prozent der nicht exponierten und 50 Prozent der exponierten Bienen zurück. Auf eine drastische Störung der Orientierung von Bienen durch hochfrequente elektromagnetische Felder kann aus diesen Studien nicht geschlossen werden. Das Rückkehrverhalten war deutlich schlechter als in der älteren Arbeit [1] beschrieben, wo etwa 80 Prozent der exponierten sowie scheinexponierten Bienen in den Stock zurückkehrten, was insgesamt auf weitere Störgrößen in den Untersuchungen der Universität Koblenz hindeutet.

Indische Beobachtungsstudien

Einen ähnlichen methodischen Ansatz wählten indische Forscher [6] in einer Beobachtungsstudie. Es wurden vier Bienenstöcke verglichen – zwei davon wurden mit je zwei GSM Mobiltelefonen exponiert. Im exponierten Bienenstock waren die Vermehrungsrate, das Anlegen von Vorräten und die Orientierung der Bienen deutlich schlechter als im nicht-exponierten Stock. Da nur vier Bienenstöcke untersucht wurden und andere Parameter wie Krankheiten, Parasiten oder Pestizide nicht in Betracht gezogen wurden, können aufgrund dieser Studie keine belastbaren Schlüsse zum Einfluss hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf Bienen gezogen werden.

In einer anderen indischen Studie [7] wurden jeweils fünf Bienenstöcke nicht exponiert, dem Feld einer Basisstation ausgesetzt oder mit einem Mobiltelefon exponiert. Es zeigte sich kein signifikanter Unterschied in der Koloniegröße, der Honigproduktion und dem Verhalten. Diese Studie weist ähnliche methodische Mängel auf wie alle anderen Untersuchungen an Bienen. Es wurden handelsübliche Mobiltelefone zur Exposition verwendet anstatt einer Expositionsanlage und die tatsächliche Energieabsorption (SAR-Wert) in den Körpern der Bienen wurde nicht bestimmt. Als Beweis, dass elektromagnetische Felder keinen Einfluss haben können, kann sie nicht gewertet werden.

Untersuchung in der Schweiz

Ebenfalls eine Exposition mit einem Mobiltelefon wählte ein Schweizer Wissenschaftler in seiner Pilotstudie [8]. Er exponierte Bienenstöcke mit Mobiltelefonen, die entweder miteinander hörbar kommunizierten, im standby-Modus oder ausgeschaltet waren. Ausschließlich im Sprechmodus reagierten die Bienen mit Pieptönen, wie zum Beispiel vor dem Ausschwärmen oder bei Störungen. Der Autor führt die Reaktion auf hochfrequente elektromagnetische Felder zurück und wertet sie als eine erhebliche Störung. Die Studie weist erhebliche methodische Mängel auf:

  • keine statistische Auswertung
  • die Möglichkeit, dass Bienen auf Erwärmung oder das akustische Signal reagieren könnten, ist nicht berücksichtigt
  • zur Exposition wurden handelsübliche Mobiltelefone benutzt und nicht eine Expositionsanlage
  • die tatsächliche Exposition (SAR-Wert) wurde nicht bestimmt, ein thermischer Effekt kann nicht ausgeschlossen werden

Alle hier beschriebenen Studien ermöglichen keine Aussagen zu möglichen Auswirkungen einer im Vergleich zu Endgeräten wesentlich schwächeren Exposition durch umliegende Basisstationen auf Bienen. Die Tatsache, dass das Mobiltelefon in der letztgenannten Studie Empfang hatte, ein Signal einer Basisstation also vorhanden war, aber nur das Aktivieren des Sprechmodus zu Effekten führte, spricht sogar gegen einen solchen Einfluss.

Andere Ursachen des Bienensterbens

Insgesamt ist davon auszugehen, dass das in der letzten Zeit in den Schlagzeilen oft erwähnte Bienensterben mit vielen Einflussfaktoren zu tun hat. Hier sind Krankheiten, Parasiten wie die bekannte Varroa Milbe, und auch Pestizide, die das Nervensystem von Insekten schädigen, zu nennen. Elektromagnetische Felder von Basisstationen spielen dagegen beim Bienensterben keine Rolle. In Großstädten, die besonders gut mit Mobilfunk versorgt sind, breiten sich Bienen zunehmend aus und gedeihen besser als in landwirtschaftlich intensiv genutzten Gebieten.

Literatur

[1] Gary NE, Westerdahl BB (1981) Flight, orientation, and homing abilities of honeybees following exposure to 2.45-GHz CW microwaves. Bioelectromagnetics 28(1): 71 - 75

[2] Hsu CY, Li CW (1994) Magnetoreception in Honeybees. Science. 165(5168): 95 - 97

[3] Kirschwink JL, Padmanabha S, Boyce CK, Ogelsby J (1997) Measurement of the threshold sensitivity of honeybees to weak, extremely low-frequency magnetic fields. J. Exp. Bio. 200(Pt9): 1363 - 1368

[4] Clarke D, Whitney H, Sutton G, Robert D (2013) Detection and Learning of Floral Electric Fields by Bumblebees. Science 340(6128): 66 - 69

[5] Greggers U, Koch G, Schmidt V, Dürr A, Floriou-Servou A, Piepenbrock D, Göpfert MC, Menzel R (2013) Reception and learning of electric fields in bees. Proc. Royal. Soc. 280(1759): 20130528

[6] Sharma VP, Kumar NR (2010) Changes in honeybee behaviour and biology under the influence of cellphone radiations. Curr. Scienece 89(10): 1376 - 1378

[7] Mall P, Kumar Y (2014) Effect of electromagnetic radiations on brooding, honey production and foraging behavior of European honeybees (Apis mellifera L.) Afr. J. Agric. Res. 9(13): 1078 - 1085

[8] Favre D (2011) Mobile phone-induced honeybee worker piping. Apidologie 4(3): 270 - 279

AmeisenEinklappen / Ausklappen

Zwei Arbeiten einer Belgischen Wissenschaftlerin [1, 2] beschreiben den Einfluss elektromagnetischer Felder einer simulierten Mobilfunk-Basisstation auf Ameisen unter Laborbedingungen. Während der Exposition war die Fähigkeit der Ameisen, optische Reize und Gerüche, die Futterquellen markieren, zu erlernen, deutlich beeinträchtigt [1]. Ebenfalls verschlechtert war die Fähigkeit, sich nach artspezifischen Duftstoffen (Pheromonen) zu orientieren [2]. In beiden Studien wurde eine Verschlechterung des Allgemeinzustandes der Ameisenkolonien nach einer mehrtägigen Exposition beobachtet. Diese äußerte sich in einer verminderten Bewegungsgeschwindigkeit, Anzahl der Eier und Aufzucht von Larven und einer erhöhten Sterblichkeit. Allerdings wurden diese Beobachtungen nicht quantitativ festgehalten.

Beide Studien weisen erhebliche methodische Mängel auf. Die Exposition am Aufenthaltsort der Ameisen wurde nicht bestimmt. Es erfolgte keine Scheinexposition, als Kontrolle dienten ältere Experimente ohne Befeldung. Es ist nicht nachvollziehbar, inwiefern die Bedingungen identisch waren. Die Daten zum Verhalten wurden von den Wissenschaftlern visuell und ohne Verblindung erhoben, eine subjektive Beeinflussung der Ergebnisse kann nicht ausgeschlossen werden.

Die Variabilität der Daten in der ersten Studie ist sehr gering und entspricht nicht der erfahrungsgemäß großen Streuung individueller Verhaltensdaten. Dies ist aus statistischen Gründen unwahrscheinlich und wird von einem holländischen Skeptiker und Mathematiker kritisiert. Insgesamt lassen sich aus beiden Studien keine belastbaren Schlüsse ziehen.

Verhaltensbeeinflussung

In einer dritten Studie [3] schlägt die Forscherin vor, Ameisen als Indikatoren für das Vorhandensein elektromagnetischer Felder zu nutzen. Sie beobachtete die Bewegungsmuster der Tiere in der Nähe verschiedener Geräte, wie GSM-Mobiltelefon, Smartphone, DECT-Telefon, Computer und WiFi-Router in ein- und ausgeschaltetem Zustand. Die Beweglichkeit der Tiere war beeinträchtigt und sie mieden die Geräte.

Ein GSM Telefon mit Akku beeinflusste die Ameisen auch in ausgeschaltetem Zustand, ohne Akku aber nicht. Der Akku allein hatte keinen Einfluss auf die Ameisen.

Der WiFi-Router, das DECT-Telefon oder das Smartphone mussten eingeschaltet sein, um die Beweglichkeit der Tiere zu beeinflussen. Ein eingeschalteter Computer störte die Beweglichkeit nicht, erst wenn WiFi zugeschaltet wurde, änderte sich die Beweglichkeit.

Inwiefern die Verhaltensänderungen der Ameisen ursächlich mit den Geräten zusammenhängen und was diese auslöst, kann aufgrund der angegebenen Daten nicht beurteilt werden.

Literatur

[1] Cammaerts MC, De Doncker P, Patris X, Bellens F, Rachidi Z, Cammaerts D (2013) GSM 900 MHz radiation inhibits ants' association between food sites and encountered cues. Electromagn Biol Med. 31(2): 151 - 165

[2] Cammaerts MC, Rachidi Z, Bellens F, De Doncker P (2013) Food collection and response to pheromones in an ant species exposed to electromagnetic radiation. 32(3): 315 - 332

[3] Cammaerts MC1 Johansson O. (2014) Ants can be used as bio-indicators to reveal biological effects of electromagnetic waves from some wireless apparatus. Electromagn Biol Med. 33(4): 282 – 288

WaldbäumeEinklappen / Ausklappen

Es liegen einige Studien vor, die sich mit möglichen negativen Effekten hochfrequenter elektromagnetischer Felder auf Waldbäume befassten. In mehreren in der Schweiz durchgeführten systematischen Langzeituntersuchungen um Radio- und Fernsehsender [1, 2] beziehungsweise unter mehrjähriger Exposition mit 2450 Megahertz bei Leistungsflussdichten von 0,007 bis 300 Watt pro Quadratmeter [3] konnten keine negativen Einflüsse auf Fichten, Tannen, Föhren und Buchen festgestellt werden. Um den litauischen Radarsender in Skrunda wurde eine Verminderung des Dickenwachstums bei Kiefern beobachtet [4]. Das Wachstum von Flechten, die sensible Indikatoren für Umweltstress sind, wurde durch Expositionen mit hochfrequenten elektromagnetischen Feldern unterhalb der geltenden Grenzwerte nicht beeinflusst [5].

Studie zum Einfluss von Radarstrahlung auf Buchen und Fichten

Im Rahmen einer dreijährigen Studie [6] wurde die Wirkung elektromagnetischer Felder auf Buche und Fichte geprüft. Dazu wurden während der Vegetationsperioden ganze Kronenbereiche einer definierten Bestrahlung durch Radar ausgesetzt. Morphologische und physiologische Parameter wurden zwischen bestrahlten und nichtbestrahlten Kronenbereichen verglichen.

Die Analyse ergab keine Einflüsse der Radarbestrahlung auf Photosynthese und Wasserverbrauch sowie das Zuwachsverhalten der Versuchsbäume.

Unter den gegebenen Bedingungen stellen elektromagnetische Felder kein offensichtliches Schädigungsrisiko für Waldbäume dar. Die Sendeleistung von Mobilfunk-Basisstationen ist wesentlich geringer als diejenige der hier untersuchten starken Sender. Deswegen ist in ihrer Umgebung kein negativer Einfluss elektromagnetischer Felder auf Pflanzen zu erwarten.

Baumschäden um Basisstationen

Dem gegenüber werden geschädigte Bäume in der Nähe von Mobilfunk-Basisstationen gelegentlich aus der Bevölkerung gemeldet und durch Fotodokumentation belegt. Eine Sammlung derartiger Beobachtungen wurde von zwei deutschen Ärzten in einem Umweltmagazin publiziert [7]. Es wurden 620 Standorte besichtigt. In der Publikation sind aber nur sechs konkrete Beispiele belegt. In vier Fällen wurde die Leistungsflussdichte gemessen. In exponierten Bereichen mit Baumschäden erreichten die Werte maximal acht Milliwatt pro Quadratmeter (1 – 2 % des Grenzwertes), in Bereichen ohne Schäden waren sie 10- bis 100-fach geringer.

Für eine weitere, ausführlichere Publikation [8] wurden im Zeitraum 2006 – 2015 Bäume in Bamberg und Hallstadt beobachtet. Im Jahr 2015 wurden auch quantitative Daten erhoben. Es wurden 60 einseitig geschädigte exponierte Bäume mit Sicht zu einer Basisstation und 30 nicht exponierte gesunde Bäume ausgewählt. Messungen zeigten an der geschädigten Baumseite eine höhere Exposition mit hochfrequenten elektromagnetischen Feldern als an der anderen Seite oder an gesunden Bäumen. Dies ist nicht erstaunlich, da es den Kriterien der Bäume entspricht, nach denen die Bäume ausgewählt wurden. Lediglich 30 Bäume wurden zufällig ausgewählt. Hier war die Exposition an geschädigten Bäumen ebenfalls im Durchschnitt höher als an gesunden Bäumen, allerdings befand sich der Schaden in etwa der Hälfte der Fälle an der exponierten und in den anderen Hälfte an der nicht exponierten Seite des Baumes. Das spricht für einen Zufallseffekt. Alle Messwerte für die hochfrequenten elektromagnetischen Felder lagen weit unterhalb der Grenzwerte.

Die Ursache für einseitige Schäden an Bäumen muss nicht unbedingt eine Basisstation sein. Möglich sind auch andere Faktoren, wie etwa Windrichtung, Sonneneinstrahlung, einseitige Wurzelschäden durch Baumaßnahmen oder Immissionen durch Straßenverkehr. Diese Einflussfaktoren wurden nicht betrachtet. Die Autoren postulieren einen ursächlichen Zusammenhang zwischen Baumschäden und einer Exposition durch hochfrequente elektromagnetische Felder von Basisstationen. Die beschrieben Beobachtungsstudie kann aber lediglich einen zeitlichen und räumlichen Zusammenhang herstellen, der keinen Beweis für einen ursächlichen Zusammenhang darstellt.

Schaut man sich in der Umgebung um, sieht man häufig Basisstationen, die von Bäumen umgeben sind. Einige davon sind geschädigt, andere nicht. Es ist auf jeden Fall möglich, in der Umgebung von Basisstationen unzählige gesunde oder auch kranke Bäume auszuwählen, zu fotografieren und ihre Exposition zu bestimmen, je nach persönlicher Wahrnehmung. Derartige Dokumentationen haben daher keine wissenschaftliche Beweiskraft.

Erhebungen zum Waldzustand

Der Zustand der Wälder wird in regelmäßigen Abständen von Fachleuten überprüft und in Berichten des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) zum Waldzustand dargestellt. Die Erhebungen werden seit 1984 jährlich durchgeführt, ein deutlicher Trend zur Verschlechterung des Waldzustandes - sichtbar anhand der Kronenverlichtung - ist seit der Einführung des Mobilfunks nicht erkennbar.

Literatur

[1] Joos K, Masumy SA, Schweingruber FH, Stäger C (1988) Untersuchung über mögliche Einflüsse hochfrequenter elektromagnetischer Wellen auf den Wald. Techn. Mitt PTT 1: 1 - 23

[2] Stäger C 1989 Felduntersuchung über eventuelle Schadenwirkungen von Mikrowellen auf den Wald. Techn. Mitt. PTT 67: 517 - 526.

[3] Schmutz P, Siegenthaler J, Stäger C, Trajan D, Bucher JB (1994) Long-term exposure of young spruce and beech trees to 2450 MHz microwave radiation. Science of the Total Environment 180(1):43 - 48

[4] Balodis V, Brumelis G, Kalviskis K, Nikodemus O, Tjarve D, Znotina V (1996) Does the Skrunda Radio Location Station diminish the radial growth of pine trees? Science of the Total Environment. 180(1): 57 - 64

[5] Urech M, Eicher B, Siegenthaler J (1996) Effects of microwave and radio frequency electromagnetic fields on lichens. Bioelectromagnetics. 17(4): 327 - 34

[6] Götz G, Matyssek R, Käs G (2001) Fichte und Buche unter dem Einfluss von Radarbestrahlung Allgemeine Forst- und Jagdzeitung 172(4): 74 - 78

[7] Waldmann-Selsam C, Eger E (2013) Baumschäden im Umkreis von Mobilfunksendeanlagen. Umwelt Medizin Gesellschaft 26(3): 198 - 208

[8] Waldmann-Selsam C, Balmori-de la Puente A, Breunig H, Balmori A. (2016) Radiofrequency radiation injures trees around mobile phone base stations .Sci Total Environ. 572: 554-569

Laborstudien an PflanzenEinklappen / Ausklappen

Zusätzlich zu Freilanduntersuchungen an Bäumen wurden von einigen Arbeitsgruppen Laborstudien an Pflanzen durchgeführt.

Untersuchungen an Tomaten und Sonnenblumen

Von einer französischen Arbeitsgruppe [1, 2, 3] wurden Tomaten mit GSM exponiert und eine erhöhte Expression bestimmter Botenstoffe sowie Veränderungen im Energiemetabolismus gefunden, die als Stressreaktion gewertet werden können. Derartige Reaktionen bedeuten zwar eine Belastung der Pflanzen, sind aber physiologisch normal und für das Überleben der Pflanzen nicht bedrohlich.

Alle drei Studien weisen methodische Mängel auf:

  • die Angaben zur Exposition waren unzureichend,
  • die Studien wurden ohne Verblindung durchgeführt,
  • die Daten wurden nicht statistisch ausgewertet.

Auf einen ursächlichen Zusammenhang zwischen elektromagnetischen Feldern und den Reaktionen der Pflanzen kann aus diesen Studien nicht geschlossen werden.

Dieselbe Arbeitsgruppe hat mit einer verbesserten Expositionsanlage Untersuchungen an Sonnenblumen durchgeführt [4]. Physiologische Reaktionen wurden nur dann beobachtet, wenn es zu einer erheblichen Erwärmung und thermischen Schädigung der Pflanzen kam.

Untersuchungen zur Genexpression in pflanzlichen Zellkulturen

Die Genexpression in pflanzlichen Zellkulturen (Acker-Schmalwand, Arabidopsis thaliana) wurde unter dem Einfluss von UMTS untersucht [5]. Aus dem gesamten Genom der Pflanze haben einige wenige Gene, die an Reaktionen auf Licht beteiligt sind, ihre Expression erhöht. Schwerwiegende physiologische Konsequenzen erwarten die Autoren aufgrund dieser Ergebnisse nicht.

Untersuchungen an Wasserlinse und Zwiebel

Eine kroatische Arbeitsgruppe führte mehrere Untersuchungen [6, 7, 8] zum Einfluss von Mobilfunk auf Wasserlinse und Zwiebel durch. Bei der Wasserlinse [6, 7] wurden Veränderungen in der Aktivität oxidativer Enzyme und eine Verringerung des Wachstums beobachtet. Die Effekte hingen nicht systematisch mit der Intensität der Exposition zusammen und waren überwiegend gering. Bei Zwiebeln [8] wurde kein Einfluss auf Keimung und Wurzelwachstum festgestellt. Es wurden Veränderungen der Chromosomen während der Zellteilung beobachtet. Diese hatten keinen Einfluss auf die weitere Entwicklung der Pflanzen.

Keimung und Wachstum verschiedener Pflanzenarten

Mehrere experimentelle Studien beschäftigten sich mit der Keimung und dem Wachstum von Bohnen unter dem Einfluss hochfrequenter elektromagnetischer Felder. Zwei indische Arbeiten [9, 10] beschrieben als Folge einer bis zu vierstündigen Exposition mit zwei GSM Handys in einem Faraday-Käfig oxidativen Stress und Hemmung des Wurzelwachstums. Handys sind nicht geeignet, eine gut definierte Exposition zu gewährleisten.

In einer weiteren Studie [11] wurde das GSM Signal eines Mobiltelefons und einer Basisstation in einer Expositionsanlage simuliert. Es wurde wieder eine geringfügige Reduktion des Wachstums von Bohnen gefunden, die aber nicht mit der Intensität der Exposition korrelierte.

Thailändische Wissenschaftler [12] haben demgegenüber in bestimmten Expositionsszenarien eine wachstumsfördernde Wirkung elektromagnetischer Felder auf Bohnen und Wasserspinat festgestellt und vorgeschlagen, dies in der Landwirtschaft zu nutzen.

Beim Mais wurde nach einer vierstündigen Exposition mit einem Mobilfunksignal von 1800 MHz eine Wachstumsreduktion sowie ein geringerer Chlorophyll und Zuckergehalt festgestellt. Eine kürzere Exposition hatte keinen Einfluss [13]. Auch bei Rosen wurde bei einer Exposition mit einem Mobilfunksignal von 900 MHz eine Wachstumsreduktion beobachtet, allerdings lag hier die Signalstärke im thermischen Bereich [14].

Fazit

Das Fazit dieser wenigen, oft widersprüchlichen und bislang nicht reproduzierten und wenig belastbaren Arbeiten ist, dass es zwar möglich ist, dass Pflanzen auf elektromagnetische Felder im Bereich der Grenzwerte physiologisch reagieren können, schädliche Effekte aber nicht zu erwarten sind.

Literatur

[1] Vian A, Roux D, Girard S, Bonnet P, Paladian F, Davies E, Ledoigt G (2006) Microwave irradiation affects gene expression in plants. Plant Signal Behav. 1(2): 67 - 70

[2] Beaubois E, Girard S, Lallechere S, Davies E, Paladian F, Bonnet P, Ledoigt G, Vian A (2007) Intercellular communication in plants: evidence for two rapidly transmitted systemic signals generated in response to electromagnetic field stimulation in tomato. Plant Cell Environ. 30: 834 - 844

[3] Roux D, Faure C, Bonnet P, Girard S, Ledoigt G, Davies E, Gendraud M, Paladian F, Vian A (2008) A possible role for extra-cellular ATP in plant responses to high frequency, low amplitude electromagnetic field. Plant Signal Behav. 3(6): 383 – 385

[4] Roux D, Catrain A, Lallechere S, Joly JC (2015) Sunflower Exposed to High-intensity Microwave-frequency Electromagnetic Field: Electrophysiological Response Requires a Mechanical Injury to Initiate. Plant Signal Behav. 10(1) e972787

[5] Engelmann JC, Deeken R, Müller T, Nimtz G, Rob M, Roelfsema G, Hedrich R (2008) Is gene activity in plant cells affected by UMTS-irradiation? A whole genome approach. Adv Appl Bioinform Chem. 1: 71 - 83

[6] Tkalec M, Malari CK, Pevalek-Kozlina B (2005) Influence of 400, 900, and 1900 MHz electromagnetic fields on Lemna minor growth and peroxidase activity. Bioelectromagnetics 26(3):185 - 193.

[7] Tkalec M, Malari CK, Pevalek-Kozlina B (2007) Exposure to radiofrequency radiation induces oxidative stress in duckweed Lemna minor L. Sci Total Environ. 388(1-3): 78 - 89

[8] Tkalec M, Malari CK, Pavlica M, Pevalek-Kozlina B, Vidakovič-Cifrek Z (2009) Effects of radiofrequency electromagnetic fields on seed germination and root meristematic cells of Allium cepa L. Mutat Res. 672(2):76 - 81

[9] Sharma VP, Singh HP, Kohli RK, Batish DR (2009) Mobile phone radiation inhibits Vigna radiata (mung bean) root growth by inducing oxidative stress. Sci Total Environ. 402(21): 5543 - 5547

[10] Singh HP, Sharma VP, Batish DR, Kohli RK. (2011) Cell phone electromagnetic field radiations affect rhizogenesis through impairment of biochemical processes. Environ. Monit. Assess. 184(4): 1813 - 1821

[11] Halgamuge MN, Yak SK, Eberhardt JL (2015) Reduced growth of soybean seedlings after exposure to weak microwave radiation from GSM 900 mobile phone and base station. Bioelectromagnetics. 36(2): 87 - 95

[12] Jinapang P, Prakob P, Wongwattananard P, Islam NE, Kirawanich P (2010) Growth characteristics of mung beans and water convolvuluses exposed to 425-MHz electromagnetic fields. Bioelectromagnetics 31(7): 519 - 527

[13] Kumar A, Singh HP, Batish DR, Kaur S, Kohli RK (2016) EMF radiations (1800 MHz)-inhibited early seedling growth of maize (Zea mays) involves alterations in starch and sucrose metabolism. Protoplasma. 253(4): 1043 – 1049

[14] Grémiaux A, Girard S, Guérin V, Lothier J, Baluška F, Davies E, Bonnet P, Vian A (2016) Low-amplitude, high-frequency electromagnetic field exposure causes delayed and reduced growth in Rosa hybrida. J Plant Physiol. 190: 44 - 53.

Mögliche Auswirkungen niederfrequenter und statischer elektrischer und magnetischer Felder

Im Zusammenhang mit dem Stromnetzausbau werden häufig Fragen nach schädlichen Auswirkungen niederfrequenter und statischer elektrischer und magnetischer Felder auf Tiere und Pflanzen an das BfS gerichtet.

Nach dem derzeitigen wissenschaftlichen Kenntnisstand gibt es keine wissenschaftlich belastbaren Hinweise auf eine Gefährdung von Tieren und Pflanzen durch niederfrequente und statische Felder unterhalb der Grenzwerte. Allerdings sind direkte Wirkungen der Elektrizität wie beispielsweise Stromschläge dann möglich, wenn Tiere in Kontakt mit den Leitern kommen, wie zum Beispiel Vögel an ungünstig konstruierten Strommasten. Bei Tierarten, die das Erdmagnetfeld wahrnehmen und sich danach orientieren, kann es in unmittelbarer Nähe von Starkstromleitungen zu Verhaltensänderungen kommen.

Die elektrischen und magnetischen Felder um Kabel im Meeresgrund, die den Strom von den Windparks im Meer zum Land transportieren (Offshore-Kabel) haben nach dem derzeitigen Kenntnisstand ebenfalls keinen direkten gesundheitsschädlichen Einfluss auf Meereslebewesen. Sie können aber das Verhalten bestimmter Tierarten beeinflussen.

Wissenschaftlicher Kenntnisstand zu möglichen Auswirkungen niederfrequenter und statischer elektrischer und magnetischer Felder auf die belebte Umwelt - Zusammenfassung und Bewertung

SäugetiereEinklappen / Ausklappen

Unter den Säugetieren haben einige wenige Nagetiere (zum Beispiel Nacktmulle [1], Blindmulle [2] und Fledermäuse [3, 4]) die Fähigkeit, sich nach dem Erdmagnetfeld zu orientieren. Eine mögliche Störung dieser Orientierung durch künstliche statische oder niederfrequente Felder wurde bislang nicht untersucht. Bei anderen Säugetieren wurde ein Magnetsinn bisher nicht eindeutig nachgewiesen. Ein solcher Magnetsinn wäre aber Voraussetzung dafür, dass das Verhalten von Tieren durch künstliche statische oder niederfrequente Magnetfelder, z.B. von Hochspannungsleitungen, gestört würde.

Einige Arbeitsgruppen versuchten, bei verschiedenen Säugetieren einen Magnetsinn nachzuweisen:

Eine Arbeitsgruppe der Universität Duisburg-Essen hat in Zusammenarbeit mit tschechischen Wissenschaftlern [5] aufgrund von Satellitenbildern beobachtet, dass sich Wiederkäuer wie zum Beispiel Rinder und Rehe im Freien bevorzugt in Nord-Süd-Richtung ausrichten. Zugrunde liegen soll ein magnetischer Sinn. Dieselben Autoren behaupten [6], die bevorzugte Ausrichtung wäre bei Rindern in der Nähe von Hochspannungsleitungen gestört. Andere Einflussfaktoren wie zum Beispiel Sonne, Wärme und Wind wurden zwar diskutiert, aber in die Auswertung der Daten nicht mit einbezogen. Eine tschechische Arbeitsgruppe konnte die Ergebnisse nicht bestätigen [7].

Rehe sollen bei Störungen bevorzugt in der Nord-Süd Achse flüchten, was aber keinen Sinn ergibt, wenn sich Jäger oder Raubtiere von Osten oder Westen nähern, oder das nächste Versteck in dieser Richtung liegt [8]. Anhand von Freilandbeobachtungen beschrieb dieselbe Arbeitsgruppe ein ähnliches Verhalten bei Wildschweinen und afrikanischen Warzenschweinen. Aus den genannten Beobachtungen schließen die Autoren, dass alle Huftiere Magnetfelder wahrnehmen können. Als Folge davon könnte ihr Verhalten durch die Magnetfelder von Hochspannungsleitungen beeinflusst werden[9]. Alle diese Studien sind aber Beobachtungsstudien, die kein mögliches Sinnesorgan oder einen Mechanismus zur Wahrnehmung von Magnetfeldern angeben.

In einer weiteren Studie der Universität Duisburg-Essen wird beschrieben, dass Füchse bei der Mäusejagd bevorzugt in nord-südlicher Richtung springen und dass der Jagderfolg bei Sprüngen in dieser Richtung höher sei [10]. Es wird wieder ein Magnetsinn postuliert und die Hypothese aufgestellt, dass die Füchse zusätzlich zum Gehör das Erdmagnetfeld nutzen, um Mäuse im Gras oder unter der Schneedecke genauer zu orten. Auch Hunde sollen sich, wenn sie ihr Geschäft verrichten, vorzugsweise nach der Nord-Süd Achse ausrichten [11], allerdings nur wenn keine Störungen des natürlichen Magnetfeldes vorliegen. Das trifft nur in 20 % der untersuchten Fälle zu und spricht für einen Zufallsbefund. Als möglichen Wahrnehmungsmechanismus schlägt die Arbeitsgruppe der Universität Duisburg-Essen vor, dass der Blaulichtrezeptor Cryptochrome 1, der sich in der Netzhaut von Säugetieren befindet, durch Magnetfelder aktiviert wird[13]. Ein ähnlicher Weg ist bei Vögeln bereits gut beschrieben, bei Säugetieren aber bisher nicht wissenschaftlich nachgewiesen.

Die bereits erwähnte tschechische Arbeitsgruppe hat die Ergebnisse angezweifelt und vor allem die mangelhafte Statistik und unzureichende Verblindung kritisiert [12].

Literatur

[1] Kimchi T, Terkel J (2001) Magnetic compass orientation in the blind mole rat Spalax ehrenbergi. J Exp Biol. 204(Pt4):751 – 758

[2] Burda H, Marhold S, Westenberger T, Wiltschko R, Wiltschko W (1990) Magnetic compass orientation in the subterranean rodent Cryptomys hottentotus (Bathyergidae). Experientia. 46(5): 528 - 30

[3] Holland RA, Thorup K, Vonhof MJ, Cochran WW, Wikelski M (2006) Navigation: bat orientation using Earth's magnetic field. Nature 444(7120): 7002

[4] Holland RA, Kirschvink JL, Doak TG, Wikelski M (2008) Bats use magnetite to detect the earth's magnetic field. PLoS One 3(2): e1676

[5] Begall S, Červený J, Neef J, Vojtech O, Burda H (2008) Magnetic alignment in grazing and resting cattle and deer. Proc Natl. Acad. Sci. USA 105(36): 13451 - 13455

[6] Burda H, Begall S, Červený J, Neef J, Němec P (2009) Extremely low-frequency electromagnetic fields disrupt magnetic alignment of ruminants. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106(14): 5708 - 5713

[7] Hert J, Jelínek L, Pekárek L, Pavlícek A. (2011) No alignment of cattle along geomagnetic field lines found. J Comp Physiol A 197(6): 677 - 682

[8] Obleser P; Hart V, Malkemper, EP, Begall S, Holá, M, Painter MS, Červený J, Burda, H (2016) Compass-controlled escape behavior in roe deer. Behavioral Ecology and Sociobiology 70(8): 1345 - 1355

[9] Červený J, Burda H, Ježek M, Kušta T, Husinec V, Novákova P, Hart V, Hartová V, Begall S, Malkemper EP (2016) Magnetic alignment in warthogs Phacochoerus africanus and wild boars Sus scrofa. Mammal Review 46(3): 5

[10] Červený J, Begall S, Koubek P, Nováková P, Burda H (2011) Directional preference may enhance hunting accuracy in foraging foxes. Biol. Lett. 7 (3): 355 - 357

[11] Hart V, Nováková P, Malkemper EP, Begall S, Hanzal V, Ježek M, Kušta T, Němcová V, Adámková J, Benediktová K, Červený J, Burda H (2013) Dogs are sensitive to small variations of the Earth's magnetic field. Front Zool. 10(1): 80

[12] Jelinek l, Pekarek L (2015) Comment on ''Dogs are sensitive to small variations of the Earth's magnetic field'' Frontiers in Zoology (http://www.frontiersinzoology.com/content/10/1/80/comments; 29.07.2015)

[13] Nießner C, Denzau S, Malkemper EP, Gross JC, Burda H, Winklhofer M, Peichl (2016) L.Cryptochrome 1 in Retinal Cone Photoreceptors Suggests a Novel Functional Role in Mammals. Sci Rep. DOI: 10.1038/srep21848.

VögelEinklappen / Ausklappen

Wenn Wildvögel im Zusammenhang mit der Stromversorgung erwähnt werden, geht es nicht um den Einfluss niederfrequenter elektrischer und magnetischer Felder. Vielmehr geht es darum, dass sie im Flug mit Windkrafträdern, Starkstromleitungen und deren Masten kollidieren und zu Tode kommen können. Auf Mittelspannungsmasten mit geringen Abständen zwischen dem Mast und seinen Leitungsdrähten können vor allem große Vogelarten wie Greifvögel, Eulen und Störche leicht einen Kurzschluss auslösen und einen tödlichen Stromschlag erleiden. Andererseits nutzen Vögel Stromleitungen als sicheren Sitzplatz und viele Arten, unter anderem Störche und Greifvögel, nisten gern auf Strommasten. Dabei sind sie niederfrequenten Feldern ausgesetzt. Deren Auswirkungen wurden bisher im Freiland nur in einigen wenigen Studien untersucht.

Eine Übersichtsarbeit [1] beschreibt Änderungen im Verhalten, in der Reproduktion und im Wachstum bei einigen Arten von Greifvögeln und Singvögeln, die in der Nähe von Stromleitungen brüten. Die Effekte sind nicht einheitlich und bedeuten insgesamt keinen konsistenten negativen Einfluss der Stromleitungen auf den Bruterfolg.

Im Süden Portugals wurden in den Jahren 2003 – 2006 die Populationsdichte und das Brutverhalten von Zwergtrappen im Zusammenhang mit dem Landschaftsbild untersucht. Als wichtiger Einflussfaktor, der das Vorkommen der Trappen deutlich beeinträchtigt, erwiesen sich Starkstromleitungen. Ursächlich sind hier nicht Magnetfelder, sondern das Zerstückeln der sonst offenen Steppenlandschaft [2].

Eine Arbeit an Falken [3], die in Brutkästen an Starkstrommasten nisteten, zeigt, dass sich die Jungtiere in exponierten und nicht exponierten Nestern gleich gut entwickelten. Das Blutbild und die Konzentration des Hormons Melatonin waren ebenfalls durch die Magnetfelder nicht beeinflusst. Die magnetische Flussdichte in den exponierten Nestern wurde gemessen und betrug 1 bis 25 Mikrotesla.

Kohlmeisen [4], die unter Stromleitungen brüteten, legten mehr und größere Eier als nicht exponierte Meisen. Ob dies ursächlich am Magnetfeld oder am Habitat unter den Leitungen lag, bleibt unklar. Der Bruterfolg blieb unverändert. Die magnetische Flussdichte in Nestern unter Stromleitungen betrug etwa 0,2 Mikrotesla, in entfernten Nestern nur etwa 0,6 Nanotesla.

Vögel können das Erdmagnetfeld wahrnehmen

Wenig bekannt ist, dass Zugvögel, möglicherweise sogar alle Vögel, das statische Erdmagnetfeld wahrnehmen und sich danach orientieren. Die Forschung in diesem Bereich ist bei weitem nicht abgeschlossen. Nach dem aktuellen Stand des Wissens spricht aber vieles dafür, dass Vögel zwei, möglicherweise sogar drei voneinander unabhängige Organe zur Wahrnehmung des Erdmagnetfeldes nutzen [5]. Spezielle Lichtrezeptoren (Cryptochrome) in der Netzhaut von Zugvögeln reagieren auf die Ausrichtung des Magnetfeldes. Die Grundlage ist der Einfluss des Magnetfeldes auf Radikalpaare [6]. Ein anderes Sinnesorgan, das Magnetit (Eisenoxid) enthält, befindet sich vermutlich im Schnabel und reagiert auf die magnetische Flussdichte [7]. Die Funktionalität dieses Organs wird allerdings angezweifelt [8, 9]. Weiterhin gibt es Hinweise, dass sich im Innenohr von Tauben ein dritter Magnetfeldrezeptor befindet [10], der Ferritin (ein eisenhaltiges Protein) enthält [11, 12].

Es gibt keine Hinweise darauf, dass niederfrequente Felder den Magnetsinn der Vögel stören.

Gleichstromleitungen

Im Zuge des Stromnetzausbaus sind auch Gleichstromleitungen an Land geplant, die von statischen elektrischen und magnetischen Feldern umgeben sein werden. Es ist möglich, dass die Magnetfelder, falls ihre magnetische Flussdichte den Bereich des Erdmagnetfeldes (etwa 48 Mikrotesla) erreicht, von Vögeln wahrgenommen werden und das Verhalten in unmittelbarer Nähe der Leitungen beeinflussen.

Literatur

[1] Fernie KJ, Reynolds SJ (2005) The effects of electromagnetic fields from power lines on avian reproductive biology and physiology: a review. J Toxicol Environ Health B Crit Rev. 8(2): 127 - 140

[2] Silva JP, Santos M, Queirós L, Leitão D, Moreira F, Pinto M, Leqoc M, Cabral JA (2010) Estimating the influence of overhead transmission power lines and landscape context on the density of little bustard Tetrax tetrax breeding populations. Ecological Modelling, 221(16) : 1954–1963

[3] Dell'Omo G, Costantini D, Lucini V, Antonucci G, Nonno R, Polichetti A (2009) Magnetic fields produced by power lines do not affect growth, serum melatonin, leukocytes and fledging success in wild kestrels. Comp. Biochem. Physiol. C Toxicol. Pharmacol. 150(3):372 - 376

[4] Tomás G, Barba E, Merino S, Martínez J (2012) Clutch size and egg volume in great tits (Parus major) increase under low intensity electromagnetic fields: A long-term field study. Environ. Res. 118(1): 40 - 46

[5] O'Neill P (2013) Magnetoreception and baroreception in birds. Dev. Growth. Differ. 55(1): 188 - 197

[6] Mouritsen H, Ritz T (2005) Magnetoreception and its use in bird navigation. Curr Opin Neurobiol. 15(4)406 - 414

[7] Fleissner G., Stahl B., Thala, P, Falkenberg G, Fleissner G (2007) A novel concept of Fe-mineral-based magnetoreception: Histological and physicochemical data from the upper beak of homing pigeons. Naturwissenschaften 94, 631 - 642.

[8] Treiber CD, Salzer MC, Riegler J, Edelman N, Sugar C, Breuss M, Pichler P, Cadiou H, Saunders M, Lythgoe M, Shaw J, Keays DA (2012) Clusters of iron-rich cells in the upper beak of pigeons are macrophages not magnetosensitive neurons. Nature 484 (7394): 367 - 370

[9] Jandacka P, Alexa P, Pistora J, Trojkova J (2013) Hypothetical superparamagnetic magnetometer in a pigeon’s upper beak probably does not work. Eur. Phys. J. E 36, 40. (doi:10.1140/Epje/I2013-13040-1)

[10] Wu LQ, Dickman JD (2011) Magnetoreception in an avian brain in part mediated by inner ear lagena. Curr. Biol. 21(5): 419 – 423

[11] Lauwers M, Pichler P, Edelman NB, Resch GP, Ushakova L, Salzer MC, Heyers D, Saunders M, Shaw J, Keays DA (2013) An iron-rich organelle in the cuticular plate of avian hair cells. Curr Biol. 23(10): 924 - 929

[12] Jandacka P, Burda H, Pistora J (2015) Magnetically induced behaviour of ferritin corpuscles in avian ears: can cuticulosomes function as magnetosomes? J. R. Soc. Interface 12: 20141087

MeerestiereEinklappen / Ausklappen

Einige Meerestiere wie zum Beispiel Haie und Fische können mit speziellen Sinnesorganen sehr schwache Felder wie das Erdmagnetfeld wahrnehmen und sich danach orientieren. Diese Tiere können auch die von Stromkabeln ausgehenden Felder wahrnehmen und eventuell ihr Verhalten entsprechend verändern. Haie nutzen sehr schwache Felder bei der Beutesuche, lernen es aber schnell, Felder, die keine Beute bedeuten, zu ignorieren. Stärkere Felder können einige Fischarten irritieren und das Überschwimmen der Kabel verzögern. Eine vollständige Barrierewirkung haben sie jedoch nicht.

Ob die beschriebenen Verhaltensänderungen Auswirkungen auf das Ökosystem haben, wird derzeit noch erforscht. Ebenfalls wird untersucht, welche Wirkung die von den Kabeln abgegebene Wärme auf die Lebewesen im Meeresboden in der unmittelbaren Nähe der Kabel hat.

Näheres hierzu finden Sie in dem Artikel Umweltauswirkungen im Zusammenhang mit der Kabelanbindung von Offshore-Windenergieparks an das Verbundstromnetz.

PflanzenEinklappen / Ausklappen

Statische und niederfrequente Magnetfelder können in Abhängigkeit von Flussdichte und Frequenz einen Einfluss auf Pflanzen, vor allem Keimung, Wachstum und Entwicklung, haben [1]. Pflanzen enthalten Cryptochrome (Rezeptoren für blaues Licht), die an der Regulation des Wachstums und der Entwicklung beteiligt sind [2]. Cryptochrome von Tieren, vor allem Vögeln, reagieren auf Magnetfelder. Bei Pflanzen sind die Angaben bisher widersprüchlich, eine Studie hat einen solchen Mechanismus gezeigt [3], eine unabhängige Replikation ist aber gescheitert [4].

Keimungsrate und Keimungsgeschwindigkeit

Ein positiver Einfluss auf Keimungsrate und Keimungsgeschwindigkeit wurde nach einer Vorbehandlung der Samen mit statischen Magnetfeldern für verschiedene Arten von Kulturpflanzen beschrieben, allerdings überwiegend bei magnetischen Flussdichten oberhalb der für den Menschen gültigen Grenzwerte, im Bereich von mehreren Millitesla. Dies gilt zum Beispiel für Bohnen [5, 6], Mais [7, 8], Weizen [9], Tomaten [10, 11], Salat [12] und Zwiebeln [13].

Wasseraufnahme

Die Wasseraufnahme war in vielen Fällen ebenfalls verbessert. Sie ist für die Keimung entscheidend und könnte die stimulierenden Einflüsse erklären. Ob der Effekt auch bei Flussdichten unterhalb der Grenzwerte auftritt, wurde in den Arbeiten nicht untersucht. Niederfrequente Magnetfelder im Bereich von einigen Mikrotesla [14] hatten eine stimulierende Wirkung auf die Keimung von Fichtensamen, die sich allerdings unter simuliertem Wasserstress in eine hemmende Wirkung umkehrte.

Pflanzenwachstum

In Bezug auf die Beeinflussung des Pflanzenwachstums sind die Ergebnisse nicht konsistent. In einigen Arbeiten werden wachstumsfördernde Effekte niederfrequenter Felder beschrieben, zum Beispiel verbessertes Wurzelwachstum bei Gartenkresse [15], eine erhöhte Aminosäureaufnahme in Bohnenwurzeln [16], Anstieg der Fettproduktion bei Radieschen [17], verstärktes Wachstum von Blättern und Wurzeln sowie erhöhte enzymatische Aktivität beim Kaffee [18].

Demgegenüber wurden in anderen Arbeiten wachstumshemmende Effekte niederfrequenter Felder gefunden, zum Beispiel eine Abnahme von Gewicht und Längenwachstum in Distel und Linse [19]. Bei Bohnen wurden in Abhängigkeit von der elektrischen Feldstärke wachstumshemmende und wachstumsfördernde Effekte beschrieben [20]. Ein statisches Magnetfeld hatte auf Bohnen eine wachstumsfördernde Wirkung, verbesserte den Kohlenstoff- und Stickstoff-Metabolismus und konnte den negativen Einfluss eines hohen Salzgehaltes im Boden teilweise ausgleichen [21].

In einer umfassenden Studie an Rettich [22] wurde nach einer Exposition mit statischen Magnetfeldern im Mikrotesla-Bereich kein Einfluss auf Stängel- oder Blattlänge, Gewicht von Wurzeln, Stängel oder Blatt, oder auf Chlorophyllgehalt gefunden. Zierpflanzen wie Orchideen und Aaron [23] waren unter einer Exposition mit statischen Magnetfeldern kleiner, hatten aber mehr Blätter.

Einfluss von Hochspannungsleitungen

Der Einfluss von Hochspannungsleitungen auf Pflanzenwachstum unter Freilandbedingungen wurde nur in einigen wenigen Studien untersucht. In einer fünfjährigen Feldstudie an Winterweizen und Mais [24] wurde bei magnetischen Flussdichten von einigen Mikrotesla eine Ertragsminderung um etwa sieben Prozent gefunden, wobei die Einbußen auf Jahre mit erhöhtem Trockenheitsstress zurückgingen. Die Detektierbarkeit des Feldeffekts im Vergleich mit den viel stärkeren Einflussfaktoren Klima und Niederschlag lag an der Grenze der statistischen Signifikanz.

In Malaysia wurden Senfpflanzen, die unter Starkstromleitungen wuchsen, untersucht. Im Vergleich zu Pflanzen, die in einer größeren Entfernung von den Leitungen wuchsen, zeigte sich eine erhöhte enzymatische Aktivität und ein höherer Gehalt an Chlorophyll und Proteinen. Die ist als positiv zu werten [25].

In Pakistan wurden heimische Blühpflanzen unter Starkstromleitungen untersucht [25]. Es wurden Veränderungen in der Zellteilung gefunden, es blieb aber unklar, ob diese ursächlich auf niederfrequente Felder zurückzuführen sind oder auf Veränderungen im Habitat.

Insgesamt ist es möglich, oberhalb der Grenzwerte sogar sehr wahrscheinlich, dass niederfrequente und vor allem statische Magnetfelder das Wachstum von Pflanzen beeinflussen können. Unterhalb der Grenzwerte unter normalen Freilandbedingungen ist auch in unmittelbarer Nähe von Stromleitungen nicht mit einer Beeinträchtigung von Pflanzen zu rechnen.

Literatur

[1] Maffei ME (2914) Magnetic field effects on plant growth, development, and evolution. Fron. Plant Sci. 5 (445): 1 - 15

[2] Chaves I, Pokorný R, Byrdin M, Hoang N, Ritz T, Brettel K, Essen LO, van der Horst GT, Batschauer A, Ahmad M (2011) The cryptochromes: blue light photoreceptors in plants and animals. Annu. Rev. Plan.t Biol. 62: 335 - 364

[3] Ahmad M, Galland P, Ritz T, Wiltschko R, Wiltschko W (2007) Magnetic intensity affects cryptochrome-dependent responses in Arabidopsis thaliana. Planta 225(3): 615 – 624

[4] Harris SR, Henbest KB, Maeda K, Pannell JR, Timmel CR, Hore PJ, Okamoto H (2009) Effect of magnetic fields on cryptochrome-dependent responses in Arabidopsis thaliana. J R Soc Interface. 6(41): 1193 - 1205

[5] Shine MB, Guruprasad KN, Anand A (2011) Enhancement of germination, growth, and photosynthesis in soybean by pre-treatment of seeds with magnetic field. Bioelectromagnetics 32(6): 474 - 8

[6] Shine MB, Guruprasad KN, Anand A (2012) Effect of stationary magnetic field strengths of 150 and 200 mT on reactive oxygen species production in soybean. Bioelectromagnetics 33(5): 428 - 437

[7] Shine MB, Guruprasad KN (2012) Impact of pre-sowing magnetic field exposure of seeds to stationary magnetic field on growth, reactive oxygen species and photosynthesis of maize under field conditions Acta. Physiol. Plant. 34: 255 - 265

[8] Anand A, Nagarajan S, Verma AP, Joshi DK, Pathak PC, Bhardwaj J.Anand A, Nagarajan S, Verma AP, Joshi DK, Pathak PC, Bhardwaj J (2012) Pre-treatment of seeds with static magnetic field ameliorates soil water stress in seedlings of maize (Zea mays L.).Indian J. Biochem. Biophys. 49(1): 63 - 70

[9] Payez A, Ghanati F, Behmanesh M, Abdolmaleki P, Hajnorouzi A, Rajabbeigi E (2012) Increase of seed germination, growth and membrane integrity of wheat seedlings by exposure to static and a 10-KHz electromagnetic field. Electromagn. Biol. Med. 32(4): 417 - 429

[10] Poinapen D, Brown DC, Beeharry GK (2013) Seed orientation and magnetic field strength have more influence on tomato seed performance than relative humidity and duration of exposure to non-uniform static magnetic fields. J. Plant. Physiol. 170(14: 1251 - 1258

[11] Efthimiadou A, Katsenios N, Karkanis A, Papastylianou P, Triantafyllidis V, Travlos I, Bilalis DJ (2014) Effects of presowing pulsed electromagnetic treatment of tomato seed on growth, yield, and lycopene content. Scientific World Journal 2014: 369745

[12] Reina FG, Pascual LA, Fundora IA, (2001) Influence of a stationary magnetic field on water relations in lettuce seeds Part II: Experimental results. Bioelectromagnetics 22(8): 596 - 602

[13] De Souzaa A, Garcíab D, Sueirob L, Gilart F (2014) Improvement of the seed germination, growth and yield of onionplants by extremely low frequency non-uniform magnetic fields. Scientia Horticulturae 176: 63 - 69

[14] Ruzic R, Jerman I, Gogala N (1998) Water stress reveals effects of ELF magnetic fields on the growth of seedlings. Electro- and Magnetobiology 17(1): 17 - 30

[15] Stenz HG, Wohlwend B, Weisenseel MH (1998) Weak AC-electric fields promote root growth and ER abundance of root cap cells. Bioelectrochemistry and Bioenergetics 44(2): 261 - 269

[16] Stange BC, Rowland RE, Rapley BI, Podd JV (2002) ELF magnetic fields increase amino acid uptake into Vicia faba L. roots and alter ion movement across the plasma membrane. Bioelectromagnetics 23 (5): 347 - 354

[17] Novitskii YI, Novitskaya GV, Serdyukov YA (2014) Lipid utilization in radish seedlings as affected by weak horizontal extremely low frequency magnetic field. Bioelectromagnetics 35(9): 91 - 99

[18] Isaac Alemán E, Mbogholi A, Fung Boix Y, González-Olmedo J, Chalfun-Junior A (2014) Effects of EMFs on Some Biological Parameters in Coffee Plants (Coffea arabica L.) Obtained by in vitro Propagation. Pol. J. Environ. Stud. 23(1): 95 - 101

[19] Picazo ML, Martinez E, Carbonell MV, Raya A, Amaya JM, Bardasano JL (1999) Inhibition in the growth of thistles (Cynara cardunculus L.) and lentils (Lens culinaris L.) due to chronic exposure to 50-Hz, 15-µT. Electro- and Magnetobiology 18(2): 147 - 156

[20] Costanzo E (2011) Influence of extremely low-frequency electric fields on the growth of Vigna radiata seedlings. Bioelectromagnetics 32(7): 589 - 92

[21] Baghel L1 Kataria S, Guruprasad KN (2016) Static magnetic field treatment of seeds improves carbon and nitrogen metabolism under salinity stress in soybean. Bioelectromagnetics, 37(7): 455 - 470

[22] Potts MD, Parkinson WC, Nooden LD (1997) Raphanus sativus and electromagnetic fields. Bioelectrochemistry and Bioenergetics 44(1): 131 - 140

[23] Van PT, da Silva JET, Ham LH, Tanaka M (2012) Effects of permanent magnetic fields on in vitro growth of Cymbidium and Spathiphyllum shoots. In Vitro Cell. Dev. Biol. 48(2): 225 - 232

[24] Soja G, Kunsch B, Gerzabek M, Reichenauer T, Soja AM, Rippar G, Bolhar- Nordenkampf HR (2003) Growth and yield of winter wheat (Triticum aestivum L.) and corn (Zea mays L.) near a high voltage transmission line. Bioelectromagnetics. 24(2): 91 - 102.

[25] Maziah M, Ooi BB, Tengku M, Sreeramanan S (2012) Effects of electromagnetic field of 33 and 275 kV influences on physiological, biochemical and antioxidant system changes of leaf mustard (Brassica chinensis). African Journal of Biotechnology 11(66): 13016-13029

[26] Zaidi S, Khatoon S, Shaukat SH (2012) Effects of elecktromagnetic fields on some indigenous plant species III. Capparaceae and Chenopodiaceae. Pak. J. Bot. 44(5): 1733 - 17739

Stand: 05.01.2017

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