Hidrológiai Közlöny 2005 (85. évfolyam)

6. szám - XLVI. Hidrobiológus Napok: Szélsőséges körülmények hatása vizeink élővilágára, Magyarországi kisvízfolyások ökológiai viszonyai Tihany, 2004. október 6–8.

12 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2005. 85. ÉVF. 6. SZ. A vándorkagyló bakteriális közösségekre gyakorolt hatása néhány Északamerikai tóban Balogh Csilla

1, Christine M. Mayer

2, William Von Sigler

2 1 Veszprémi Egyetem Limnológia Tanszék, Veszprém 2 Toledoi Egyetem Föld, ökológia és KörnyezettudományiTanszék, Toledo Kivonat: A vándorkagyló jelentős hatást gyakorol a vízi ökoszisztémákra, mely főként fécesz, psszeudofécesz termelése és fiitrációja révén nyilvánul meg. Ez a hatás az észak-amerikai vizekben a jelentős vándorkagyló denzitás és a geomorfológiai adottságok következtében fokozottabb, mint egyéb területeken. A tanulmány célja az volt, hogy megismerjük a vándorkagyló hatását a baktérium-közösség összetételére, anyagcsere mintázatára, aktivitására és a szediment anyagforgalmára. Ezeket a paramétereket vizsgáltuk öt északamerikai tó fenéküledékben, ott, ahol nem volt megtalálható a vándorkagyló valamint ott, ahol telepeket alkotva jelen volt a szedimentben, illetve magában a vándorkagyló lágyszövetében. A minavételekre 2004. júliusban került sor az Erie- (Maumee öböl, Presque Isle), az Ontario, az Oneida-, az Onondoga- és az Owasco-tóból. BIOLOG gyorsidentifikációs tesztet használtunk, melyből a baktériumközösség metabolikus aktivitására és a szénforrás hasznosításra következtetünk Molekuláris biológiai eljárást alkalmazva (DNS izolálás, PCR, gélelektroforézis) különítettük el az egyes baktériumtörzseket. A mikrobiológiai és a molekuláris vizsgálatokat analitikai módszerrel is kibővítettük, mely segítségével meghatároztuk a minták szén-, hidrogén-, nitrogén- és kéntartalmát. Eredményeink alapján a vándorkagyló jelenléte növeli a szedimentben a bakteriális közösség denzitását, diverzitását, aktivitását és szénforrás hasznosítását a tavak többségénél, az Erie tóban ugyanakkor a szervesanyag terhelés elfedi ezt a hatást. Kulcsszavak: vádorkagyló, mikrobiális összetétel, anyagforgalom, BIOLOG. molekuláris biológiai eliárások. Bevezetés Amerikában az Európából érkező hajók ballasztvizében behurcolt vándorkagyló (Dreissena polymorphaval) első példányát a Szt. Claire tóban találták 1988-ban (Hebert és mts., 1989), majd igen gyorsan elterjedt a Nagy tavakban és az ezekkel összekötetésben lévő vizekben. Ezen tavakra jellemző köves fenéküledék és a vándorkagyló számára ugyancsak kiváló, megtelepedésre alkalmas felületet jelentő, azonos családba tartozó Dreissena bugensis (a D. polymorpha-\a\ ellentétben a puha szedimentben is képes élni) megjelenése is hozzájárul az itt jellemző jelentős vándorkagyló denzitáshoz, mely általában eléri a 300000 ind m"

2-t is (Nalepa és mts., 1995); ennél nagyobb denzitást is tapasztaltak a Balaton parti övében, ahol a megtelepedésre alkalmas terület korlátozott (Musk és Bakó, 2005, publikálás alatt). A kagyló direkt és indirekt hatással lehet a baktériumokra. Direkt hatásként említhető a baktériumok táplálékként való hasznosítása, a baktérium fehérjék emésztése és feldolgozása (Silverman és mts., 1996). Indirekt hatás a fécesz és pszeudofécesz képzése révén kibocsátott, a baktériumok számára kiváló tápanyagforrás. A vándorkagyló a baktérumok abundanciáját pozitív vagy akár negatív irányba is befolyásolhatja, attól filggően, hogy milyen a baktériumközösség összetétele és a trofitás foka (oligotróf vizekben növeli, eutróf vizekben pedig csökkenti baktériumok abundanciáját) és egyúttal hozzájárul a baktériumok növekedéséhez is (Cotner és mts., 1995). A vándorkagyló igen széles tartományban képes a baktériumok kiszűrésére (1,0-4,0 (ím) és rendkívül hatékonyan távolítja el az apró, akár 0,4-1,0 um nagyságú részecskéket (Cotner et. al., 1995). Fécesz és pszeudofécesz képzése révén jelentős hatást gyakorol a vízi ökoszisztémákra, módosítva az itt végbemenő tápanyag- és energia körforgalmat (Stanczykowska et. al., 1976). Annak ellenére, hogy ilyen jelentős interakció áll fenn a baktériumközösség és a vándorkagyló között, igen keveset tudunk többek között a vándorkagyló bakteriális közösségre gyakorolt hatásáról. A kutatás célja hogy megtudjuk milyen hatással van a kagyló a mikrobiális összetételre, jelenléte milyen mértékben befolyásolja a baktérium aktivitást és azt, hogy milyen összefüggés van a bentikus baktériumközösség és a kagyló anyagforgalomban betöltött szerepe között. Anyag és módszer A mintavételre 2004. június 11.-én került sor az Erie(42°07' W, 80°09' N), az Ontario-. (43°16' W, 76°58' N), az Oneida- (43°10' W, 75°56' N),az Onondoga- (43°06' W, 76°12' N) és az Owasco-tóból (42°54' W, 76°32' N), minden tó 3-5 különböző pontjáról vettünk általában 3, vagy több párhuzamos mintát. A kagyló kolóniákat tartalmazó köveket és a szedimentet a felső 2-4 cm rétegből (ennek közelében nem voltak megtelepedett kagylókolóniák) légipipás merüléssel gyűjtöttük. A mintákat elkülönítve, hűtve szállítottuk és még aznap feldolgoztuk. A vándorkagylót speciális pengével eltávolítottuk a kövekről, lágyszövetét aszeptikus körülmények között tubusba különítettük el (későbbiekben m). A kövekről lemosott szedimentet (sm, mely a vándorkagylókkal közvetlen érintkezett) és a gyűjtött szediment mintákat (s) centrifugáltuk, majd a vizet eltávolítottuk, 2-5 mg-ot lefagyasztottunk a molekuláris és analitikai vizsgálatokhoz. Az egyes mintákból három párhuzamosban 10-es léptékű hfgftási sorozatot készítettünk. A kolónia képző egységek (CFU) számának meghatározásához a hígítási sor tagjait táptalajra szélesztettük, majd szobahőmérsékleten, két napig inkubáltuk. A CFU adatok elemzését SPSS programmal egyutas ANOVA-t alkalmazva dolgoztuk fel. A hígítási sor elkészítése és a CFU érték meghatározása alapján a mintákat azonos koncentrációra hígítottuk. 1. ábra. A mintavételi pontokat szemlélteti a térkép. 1. Erie (Maumee Bay) (EM); 2. Erie (Presque Isle) (EP); 3. Ontario (Sodus Point) (Ont); 4. Oneida tó (One); 5. Onondoga tó (Ono); 6Owasco tó (Owa) A BIOLOG (Biolog Inc. Hayward, California, USA) gyors identifikációs teszt használata egyre inkább előtérbe kerül a baktériumközösségek anyagcsere-mintázatának jellemzésére. A teszt 95 különböző szénforrás egyidejű bakteriális oxidációjának a vizsgálatára alkalmas. Az alkalmazott tetrazólium redoxfesték redukálódva bíborszínű formazánná alakul, ami egyben jelzi a szubsztrát oxidálását, azáltal, hogy a különböző szénforrásokat a baktériumközösségek oxidálják. A meghatározott koncentrációjú mintákból 150 |ilnyi mennyiséget pipettáztunk a mikrotiter lemez egyes mélyedéseibe. A lemezeket 28 °C inkubáltuk, és a szubsztrát