Hidrológiai Közlöny 1973 (53. évfolyam)

1. szám - Dr. Oláh János–Hanno Biebl–Jürgen Overbeck: Foto-organotróf acetát hasznosítás egy rétegzett eutróf tóban

21 Hidrológiai Közlöny 1973. 1. sz. Foto-organotróf acetát hasznosítás egy rétegzett eutróf tóban Dr. OLÁH JÄNOS*, HANNO BIEBL és JÜRGEN OVERBECK** A természetes vizekben a szerves szénforgalom vizsgálata az oldott szervesanyagok kemo-organotróf hasznosítására koncentrálódik. Parsons és Strickland munkája [16] alapján, a MichaelisMenten egyenlet módosított Lineweaver—

Burk ábrázolását felhasználva Wright és Hobbié [27] kifejlesztett egy módszert a vizekben oldott szervesanyag hasznosítás kinetikus paramétereinek a felmérésére. Az elmúlt évek során jelentős számú, ezzel a módszerrel végzett munka jelent meg mind az édesvízzel [9, 10, 11, 28, 12, 13, 23, 2, 3, 4] mind pedig a tengervízzel [20, 21, 22, 8, 7, 24, 25, 26, 5] kapcsolatosan. A mero- és holomiktikus tavakban azonban alig végeztek hasonló vizsgálatokat és így ismereteink az oldott szervesanyag hasznosításról nagyon hiányosak [23]. Ezekben a tavakban lehetőség van az oldott szervesanyagok foto-organotróf hasznosítására is. Ebből a szempontból különösen fontos az acetát, amely az egyik legfontosabb bomlástermék az anaerob hipolimnionban és az iszapban [18, 14]. Jelenleg a folyamatról in vivo adatunk nincs, noha a fotoszintetikus baktériumok foto-organotróf szervesanyag hasznosítása in vitro egyértelműen bizonyított [17]. Jelen munka célja az volt, hogy információt nyerjünk az acetát fotoorganotróf hasznosításáról in vivo, a tóban. A fentebb felsorolt munkák többségében az oldott szervesanyag hasznosítást közvetlen mikroszkópos vizsgálat és a mintákban jelenlevő mikroflóra mennyiségi felmérése nélkül végezték és így a konkrét szervesanyag felvételért felelős mikroorganizmusokról alig vannak ismereteink. Éppen ezért az oldott szervesanyag felvétel kinetikus paramétereinek vizsgálatával párhuzamosan a tóban meghatároztuk a biorétegződést is. Különös figyelmet fordítottunk a fotoszintetikus baktériumok vertikális elterjedésére. Módszerek A vizsgálatokat a Kolksee-ben végeztük (Plön, Schleswig—Holstein, Német Szövetségi Köztársaság). A bükkerdővel borított, glaciális lejtőkkel körülvett kis tó maximális mélysége 10 méter. A mintákat a tó legmélyebb pontjáról vettük, 1970. júliusában és augusztusában Ruttner mintavevővel és az Athiorhodaceae fajok mennyiségi meghatározására Szorokin mintavevővel [19]. A vizsgált paramétereket vertikálisan méterenként határoztuk meg. A teljes és spektrális fénycsökkenés mértékét vízalatti, szelén fotométerrel határoztuk meg, neutrális, kék, zöld és vörös üvegszűrőket alkalmazva. A hőmérsékletet és az oxigén koncentrációját Mackereth típusú oxigén elektródával mértük. A kémiai komponensek meghatározását * Magyar Tudományos Akadémia Biológiai Kutató Intézete, Tihany. ** Max-Planck-Institut für Limnologie, 232 Plön/ Holstein, Német Szövetségi Köztársaság. Technikon Auto-Analizálóval végeztük Albrecht és Overbeck szerint [1], A zoo-, fito- és bakterioplankton mennyiségi vertikális elterjedését az Athiorhodaceae fájok kivételével Razumov membrán szűrő módszerével (Sartorius, Göttingen, pórus nagyság: 0,45 y) és Utermöhl mikroszkóppal határoztuk meg. Az Athiorhodaceae fajok mennyiségi meghatározását Biebl és Drews [6] módszerével végeztük. A klorofill „a" koncentrációt a Strickland és Parsons standard alapján, a bakterioklorofill ,,a" és ,,d" koncentrációját Takahashi és Ichimura [29] szerint határoztuk meg, azzal a különbséggel, hogy aceton helyett etanol oldószert használtunk. Az in vivo abszorpciós spektrumot ultrahangos kezelés után közvetlenül mértük. Az acetát felvétel kinetikus paramétereinek a mérésére a Wright és Hobbié [28] és Allen [4] által részletesen leírt elvet és módszert használtuk. Vizsgálatainkhoz a Radiochemical Centre, Amersham, England által készített, egyformán jelölt glükóz-C

1

4-et és acetát-C

1

4-et használtuk (specifikus aktivitás: glükóz: 3,1 mCi mM"

1, nátrium acetát: 56 mCi mM1). A glükóz-C

1

4-et és acetátC

1

4-et desztillált vízzel és jelzetlen acetáttal hígítottuk olyan mértékben, hogy a vizsgálatainkhoz közvetlenül használt sterilizált üvegfiolák 1 /xCi ml1, 60 [ig acetátot és 1 yCi ml1, 55 yg glükózt tartalmaztak. A mintákat tartalmazó 100 ml-es folyadéküvegeket fényen és sötétben inkubáltuk a tóban vagy a laboratóriumban, közel in situ hőmérsékleten, 0,25—1 óra időtartam alatt. A hipolimnion anoxiás vizével dolgozva, az anaerob állapot biztosítása céljából a mintákhoz 1 mg S

2— liter1 Na

2S-t adtunk. A természtes szubsztrát koncentrációt kicsinek feltételezve, néhány összehasonlító kísérletben meghatároztuk a relatív, vagy minimális felvételt. Ebben az esetben a Parsons és Strickland [16] formulát használtuk: _c(Sn+ A) V~ Cut ' ahol v a felvétel mg liter"

1 óra1, c a filtrált szervezetek radioaktivitása (impulzus per perc), Sn természetes szubsztrát koncentráció (mg liter" A a mintához hozzáadott szubsztrát (jelzett és jelzetlen), (mg liter"

1), C 1 uCi C

1

4 impulzus per perc értéke a használt mérőműszer esetében, u a mintához adott mC szám, í inkubációs idő (órákban). Eredmények és értékelésük A tó fizikokémiai állapota A fényintenzitás exponenciálisan csökkent a hőmérsékleti ugróréteg felső határáig, ahol gyors csökkenést mértünk mind a teljes, zöld és vörös fény esetében (1 ábra). A reduktív zóna felső ha-