Hidrológiai Közlöny 1999 (79. évfolyam)

4. szám - A Magyar Hidrológiai Társaság XVII. Országos Vándorgyűlése, Miskolc, 1999. július 7–8.

318 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 1999. 79. ÉVF. 6. SZ. A Daphnia galeata (Crustacea: Cladocera) táplálkozása epi- és hipolimnikus bakterioplanktonon oxigéndús és oxigénszegény körülmények között G.-Tóth László

1, Kenji Kato

2 és Donato S. Abe

3 1 MTA Balatoni Limnológiai Kutatóintézet, 8237. Tihany 2 Laboratory of Biology, School of Allied Medical Sciences, Shinshu University, Matsumoto, Japán 3 School of Engineeríng at Sao Cartos, Sao Carios, Brazília Kivonat: Oxigéndús és oxigénszegény viszonyokhoz (> 8 mg Oj !"' és < 1 mg Oj I"') adaptált Daphnia galeata méret-szelektiv táplálkozását vizsgáltuk a Kizaki-tó (Japán) epi- és hipolimnikus bakterioplanktonján. Az állatok mindkét bakterioplankton típusból az oxigén koncentrációjától függetlenül a pálcika, a sarló-, a fonal alakú, valamint a kettős sejteket (diplokokkuszok, osztódó pálcikák) szűrték a legsebesebben és a kisméretű kokkuszokat a legkevésbé. Ezen belül a leggyorsabban osztódó és a leggyorsabban pusztuló baktérium morfológiai csoportokat fajták a leggyorsabban. Az oxigén koncentráció nem volt jelentős hatással sem az állatok táplálkozási sebességére, sem a válogatásra. Következésképpen, a D. galeata a mély tavak hipolunnionjában, pangó vizű mocsarakban, szennyvíz-oxidációs tavakban és minden oxigénszegény vízben a bakterioplankton jelentős fogyasztója lehet és befolyásolhatja a bakterioplankton mindenkori struktúráját is. Kulcsszavak: oxigén koncentráció, bakterioplankton, Daphnia tisztítási ráta, méretszelekció Bevezetés Néhány Daphnia faj, különösen a D. galeata jól fejlődik és szaporodik a mély tavak oxigénszegény hipolimnionjában is. Ez hemoglobin termelő képességüknek, illetve a hemoglobin molekulákban raktározott oxigénnek köszönhető (London és Stasiak 1983, Kobayashi és Hoshi 1984, Engle 1985, Nebeker és mtsai 1992). Ha a hemoglobin termelésre képes D. galeata tenyészet vizében az oxigén koncentrációt csökkentjük, az állatok 3 mg 0

21"

1 alatt azonnal hemoglobin termelésbe kezdenek, és egysejtű algán táplálkozási sebességük is gyorsan (3-4 órán belül) visszáll az eredeti értékre (Kring és O 'Brien 1976, Hanazato 1996). A Daphnia félék a felszíni vizek hatékony bakterioplankton faló mikroszűrő szervezetei (Peterson és mtsai 1978, Geller ésMüller 1981, Brendelberger 1985, Jürgens 1994 és sokan mások). Ismereteink azonban baktérium fogyasztásuk mértékéről és válogatóképességükről a különböző alakú és méretű baktérium sejtek között a mélytavi hipolimnionban, ahol a bakterioplankton a döntő élőlénycsoport, nagyon hiányosak. Ezért jelen munkánk során két fő kérdésre kerestük a választ: (1) a D. galeata válogat-e méret és forma szerint az epi- és hipolimnikus bakteriolpankton tagjai között, (2) befolyásolja-e az oxigén koncentráció a D. galeata táplálkozás intenzitását bakterioplanktonon? Etetési kísérleteink során eredeti epi- és hipolimnikus bakterioplanktont kínáltunk két, szélsőségesen eltérő oxigén koncentrációhoz (> 8 mg 0

21'

1 és < 1 mg 0

2l"

1) adaptált D. galeata populáció számára. A fogyasztást a táplálék-szuszpenzió direkt számlálásával állapítottuk meg epifloureszcensz mikroszkóp segítségével. A méretszelekciót a legelt bakterioplankton image analízisével vizsgáltuk. Anyag és módszer Vizsgálatainkhoz a mezotrofikus Kizaki-tavat választottuk amely a "Nishina Three Lakes System" legnagyobb tava a Japán Alpokban. A 29,5 m mély tóban nyáron és ősszel masszív, 6 - 8 m vastag oxigénhiányos hipolimnion fejlődik amelyben alacsony oxigén koncentrációhoz adaptálódott D. galeata él. A kísérlethez nyolc alkalommal gyűjtöttünk 1995. július és október között epi- és hipolimnikus D. galeata-kat és vímintákat zárható tartályú vertikális planktonhálóval, és 8 1 űrtartalmú Van-Dor vízmintavevővel. Az élő mintákat hűtőtáskában egy órán belül a laboratóriumba szállítottuk ahol 6-8 °C-on N

2 atmoszférában (hipolimnikus minták) és levegőn (epilimnikus minták) tartottuk a kísérletek kezdetéig 2 literes coca-colás műanyag palackokból kialakított tartályokban, amelyek szája orvosi gumikesztyűvel volt lezárva, s az ujjakon bevezetett és Hoffinann szorítóval elzárható gumicsöveken keresztül adagoltuk a N

2 gázt és a levegőt. A táplálkozási kísérletekhez aduit nőstény D. galeata-kzX válogattunk ki az oxigéngazdag és oxigénszegény populációkból. A kísérleti tápláléknak bakterioplankton szuszpenziókat állítottunk elő az epi- és a hipolimnikus vízminták megszűrésével 0,8 Dm pórusú Nuclepore filterekkel. A hipolimnikus mintákkal való munka (válogatás, szűrés, inkubálás, mintavétel stb.) mindig N

2 sátorban történt. A táplálkozási kísérletek 60 cm

3 belső térfogatú etető kamrákban folytak kilenc párhuzamosban oxigéndús és oxigénhiányos viszonyok között, három párhuzamos kontrollal szemben (állatok nélkül). A kamrákban a kísérleti állatok sűrűsége 0,17-0,5 ind l"

1, a kezdeti bakterioplankton koncentráció pedig 1 - 6 10

6 sejt ml"

1 volt. Az etető kamrák két oldalát 0,2 Dm pórusú Nuclepore filterek határolták az oldott gázok és a tápanyagok folyamatos közlekedésének biztosítása végett és 6 liter epilimnikus, illetve hipolimnikus vizet tartalmazó, 6-8 °C-ra temperált kádakban inkubálódtak 6-8 órán át. Az oxigén koncentrációt a kádakban levegő és N

2 gáz intenzív buborékoltatásával állítottuk be. Az 0

2 koncentrációt a kádak vízében egy Horiba Water Chequer-rel mértük, az etetőkamrák egyikébe pedig egy Hansatec oxigén mikroszenzor volt beépítve. Az epilimnikus szituációban az 0

2 koncentráció mindig 8 mg 0

2 l"

1 fölötti, a hipolimnikus esetben 1 mg l"

1 alatti, legtöbbször 0,5 mg 0

2 l"

1 alatti volt. Az inkubációk előtt és után a kontroll, illetve a legelt