Hidrológiai Közlöny 1959 (39. évfolyam)
6. szám - Szabó Ernő : Balatoni fenéküledékek enzimtevékenységének vizsgálata
476 Hidrológiai Közlöny 1959. 6. sz. LIMNOLOGIA Balatoni fenéküledékek enzimtevékenységének vizsgálata SZABÓ ERNŐ (Tihany) Az elpusztult élőszervezetek, — primer és szekunder termelők — a tavi fenéküledékben halmozódnak fel. Az organikusokat felépítő szerves anyagoknak — potenciális energiának — ismét a szervezetek által felvehető — alaptápanyagokra kell lebomlaniok. Ezeknek a lebomlási — oxidációs-folyamatoknak színhelye egy tóban túlnyomórészt a fenéküledék, melyben a mikroorganizmusok enzimrendszere katalizálja ezen biokémiai reakciók sorozatát. A szervesanyagoknak ugyanis nemcsak keletkezése, de lebomlása is az élőszervezethez kötött. Ezekről a limnológiában olyan fontos lebomlási folyamatokról, ismereteink még igen hiányosak. Pedig a viszonylag zárt tavi élettér. (holocönoid) anyagcsere körfolyamatát ezen lebomlási folyamatok sebességükkel és irányukkal döntően befolyásolják. A fenéküledék enzimatikus tevékenységét bizonyítják zoBell [8] vizsgálatai (peroxidáz), továbbá Messineva eredményei [7], aki folyami üledékből kataláz, peroxidáz és egy proteolitikus enzim jelenlétéről számolt be. Abból kiindulva, hogy Hofmann és munkatársai vizsgálataikban a biológiai aktivitás mértékének megállapítására a talajok mikroorganizmusainak faj és egyed szerinti meghatározása helyett enzimtartalmuk lebontó készségén alapuló módszereket dolgoztak ki [1—6], megkíséreltük a balatoni fenéküledékek ilyen történéseit az enzimkémia módszereivel felmérni. Ez az üledék bonyolult szervesanyag összetétele [10 és 11], valamint az enzimek reakció fajlagossága miatt természetesen komplex feladat. így első lépésként most egyes balatoni üledékek szaharáz, /í-glukozidáz tevékenységéről, továbbá ezen üledékek lélegeztetési vizsgálatai során nyert eredményeinkről számolunk be. Munkánk során természetszerűleg sok metodikai nehézséget kellett leküzdenünk, amelyekre itt nem térhetünk ki. Vizsgálatainkat az Intézetünk melletti Kisöbölből gyűjtött mintáinkon mutatjuk be. Az öböl fenéküledéke heterogenitást mutat. A vízmozgás következtében a parton egy szervesanyag törmelékben (detrituszban) gazdag turzásöv keletkezik. A nyiltvíz felé haladva, először egy hínáröv helyezkedik el'(Vízmélység 40 cm). Ezt egy fövénysáv követi (Vízmélység 60 cm). Majd egy átmeneti öv után (Vízmélység 150 cm), a nyíltvízi fenéküledéket" találjuk. Ezen zónák elhatárolása kémiai vizsgálatok eredményei alapján is indokolt volt. Meg kell még jegyeznünk, hogy a balatoni üledékek felső rétegeiben vertikális zónákat, — amilyeneket a mély, szélárnyékban fekvő alpesi tavakban Züllig [9] tapasztalt, nem találtunk. A sekély (átlagmélység 3,5 m) és nagykiterjedésű tavat (610 km 2) ui. a szél teljesen felkavarja, így a 40 cm-es fúrási magok sem mutatnak rétegződést. Csupán a víz- és a fenéküledék határfelületen találunk egy 3—4 cm-es kalcium-, magnéziumkarbonát csapadékot. Kivételt képez a föveny zóna, mely zömmel homok, ennek a felületéről a vízmozgás részecskedifferenciáló hatása folytán ez a csapadék hiányzik. Mintáinkat ezen elhatárolt fenéküledék zónákból gyűjtöttük és a vizsgálatokat légszáraz anyagon végeztük. Szaharáz tevékenység Az enzim által katalizált reakció az alábbi : szaharóz + H 20 —» fruktóz 4- glukóz A mikroorganizmusok tevékenységét toluollal gátoltuk, mintáinkat foszfát pufferos közegben (5,0 pH) szaharóz szubsztrátummal 37 C°-on 24 óra hosszat inkubáltuk. A koncentráció csökkenését polariméterrel határoztuk meg. A vizsgálat eredményeit az alábbiakban foglaljuk össze : Minta Szaharózbontás mg/g üledék/24 ó 113 Hínáras öv fenéküledéke 40 Föveny öv fenéküledéke 5 Átmeneti öv fenéküledéke 34 Nyiltvíz fenéküledéke 33 A szaharáz tevékenység tehát a legalacsonyabb a fövenyzónában, amint ez várható is volt. A hínáras, az átmeneti övekben és a nyíltvízben nagyjából azonos, a turzásban pedig a legmagasabb, kb. háromszorosa az előbbieknek. A /3-glükozidáz tevékenység A fenéküledékben lejátszódó átalakulási folyamatok fontos kiindulási anyagai a /í-glukozidos kötésű növényi anyagok pl. celulóz, pektinanyagok és a nagyszámú glukozid. Az enzim tehát /í-glukozidokat bont le, mely tevékenység kimutatására arbutin (yff-d-glukozidohidrochinon) és szalicih (/J-d-szaligenin-glukozid) szubsztrátumokkal végeztünk kísérleteket. Mintáinkat az optimális 6,5 pH mellett toluollal és a már említett szubsztrátumokkal kezeltük, majd 37 C°-on termosztátban 96 óra hosszat inkubáltuk. A lebomlás során keletkező glukóz mennyiségét 48 óránként papírkromatografiával határoztuk meg. Azt tapasztaltuk, hogy 1 g fenéküledék a fövenyzóna kivételével 9—12 7-át, a turzás ennek kilencszeresét, tehát 88 y arbutint vagy szalicint bont le. A íenéküledék lélegzése A talajtanban alkalmazott módszerről értékes felvilágosítások nyerhetők a talajlélegzésről, vagyis annak széndioxid produkciójáról, amely a
