Hidrológiai Közlöny 2006 (86. évfolyam)

1. szám - Balázsné Langó Zsuzsanna: A Planktomyces bekefii története

36 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2006. 86. ÉVF. 1. SZ. évben vízzel borított sekély Duna meder volt. Az 1970-es évek végén a Műszaki Egyetemtől délnyugati irányban, közvetlenül az Összekötő vasúti híd mellett már csak néhány száz négyzetméternyi szabad vízfelülete maradt, amit nádas szegélyezett. 1979-ben ennek a parányi tónak a vizéből sikerült két amerikai kutatónak kimutatnia újra a Planctomyces bekefii-t. A huszadik század végén ezen a már feltöltött területen épültek föl az Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi és Informatikai Karának, valamint a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Informatikai Intézetének a tömbjei. Ahol ma hallgatók ezrei tanulnak, 80 évvel ezelőtt még mocsárvilág volt, s a limnológus számára izgalmas plankton birodalom. A Planctomyces bekefii (Cimesi, 1924) 1922. szeptember 19-én pillantotta meg Gimesi Nándor először fáziskontraszt mikroszkópjának látóterében ezt a planktonikus élőlényt. A látványról a következőket írta: „Az egész új szervezel fejlett alakja nagymértékben hasonlatos egy közös centrumból többé-kevésbé szabályos gömbfelületre sugárzó radiális rendezésű gombostű-sokasághoz. Az egész lény csak conidiumtartó fonalakból és conidiosporákból van felépítve és szabadon lebeg a vízben, azaz nincs valamely élő vagy holt szervezethez, avagy más szerves anyaghoz erősítve. " Az új plankton szervezetet, bár a gombákhoz sorolta, helyzetét ennek ellenére teljesen bizonytalannak tekintette, és nem zárta ki, hogy a baktériumokhoz is fűzik talán „némi hasonlóságon alapuló vonatkozások" 1935-ben két amerikai kutató, Henrid és Johnson is leírt egy teljesen hasonló morfológiájú szervezetet, amit édesvízből mutatott ki és Blastocaulis sphaerica néven, baktériumként közölt. Hirsch 1972-ben, az eredeti leírások tükrében részletes összehasonlításnak vetette alá a két szervezetet, és a prioritás alapján a Planctomyces bekefii név megtartását erősítette meg. A Planctomyces bekefii úgynevezett bimbózó baktérium, ami azt jelenti, hogy sejtosztódása bimbózás útján történik. Az anyasejt reproduktív pólusán egy kis bimbó képződik, amely leánysejtté alakul, majd leválik az anyasejtről. Minden érett sejt szférikus (lapított) alakú, és nyéllel rendelkezik. A nyél tubuláris fehérjékből épül fel, citoplazma nem található benne. Hosszúsága változó, de akár néhány mikron nagyságú is lehet. Több sejt a nyél végén, úgynevezett „horog" segítségével összekapcsolódik, és kialakítja azt a jellegzetes gombostű halmazra emlékeztető struktúrát, amit rozettának neveznek. Ma még nem ismerjük a rozettává kapcsolódás pontos mechanizmusát, de a sejtek magas ozmotikus nyomású közeget, és 5mM magnézium szulfát, vagy kalcium klorid tartalmú környezetet igényelnek. Vajon mi lehet a rozetta funkciója? A lassan fejlődő planktomicészek számára ez a csoportosulási forma valószínűleg védelmet jelent a protozoákkal (állati egysejtüekkel) szemben. A sejtek nyelére gyakran vas- és mangánoxidok rakódnak rá. Elektronmikroszkópos felvételeken a sejtek felületén kráter formájú bemélyedések mutathatók ki. Sejtfalukból hiányzik a peptidoglikán, a valódi baktériumokra jellemző sejtfal alkotó. Tipikus vízi szervezetek, leggyakrabban édesvízi tavakból, tározókból mutatták ki őket, főként gyengén alkalikus pH mellett, a vízvirágzásokat követően számuk megemelkedik, főként a késő nyári, kora őszi periódusban. Teljes életciklusok még nem ismert. A Planctomyces bekefii-t Magyarországon Hortobágyi Tibor több vízi élőhelyről is kimutatta, így 1944-ben a délbaranyai bellyei tóból, később a Szelidi-tóból, majd Somogy megyében a Zimonai Tógazdaság II. számú halastavából. A Buzsáki tóban (Somogy megye) a nyár végi és a kora őszi mintavételek idején domináns fajnak bizonyult. 1965-ben ebből a tóból újabb Planctomyces fajok kerültek elő. Hortobágyi nevéhez fűződik ezen szervezetek leírása (Planctomyces guttaeformis, Planctomyces crassus, Planctomyces gracilis), amelyeket felfedezésük idején szintén gomba fajoknak tekintett. Sejtjeik alakjában, a nyél hosszában valamint átmérőjében különböztek a Planctomyces bekefii-tői. Hortobágyi 1968-76 között rendszeresen vizsgálta a Budapest környéki Duna víz (1586-1654 fkm) valamint a Budapesti Vízművek víztározói plankton szervezeteit. Megfigyelése szerint a folyó emelkedő tápanyag és szennyeződés terhelését mindig követte a planktomicészek számának a növekedése. A Duna vizének vizsgálata során került sor a Planctomyces hajdúi faj leírására, amely szoros rokonságot mutatott a Planctomyces crassus-szal. A Planctomyces bekefii-ről az első magyarországi elektronmikroszkópos felvételeket Oláh és Hajdú (1973) közölte. Sajnos, mostanáig tiszta tenyészetben nem sikerült előállítani e baktériumokat, így biokémiai tulajdonságaikról, a közösségi anyagcserében elfoglalt szerepükről még keveset tudunk. A planktomicészek jelentősége A Planctomyces bekefii felfedezése óta a világon számos, a bimbózó baktériumok csoportjába tartozó szervezetet írtak le. Néhányat már laboratóriumi körülmények között, tiszta tenyészetben is fenn tudtak tartani, és megindulhatott részletes morfológiai, biokémiai élettani, genetikai tanulmányozásuk. Ennek eredményeként olyan adatok birtokába jutottunk, amelyek lehetővé tették, hogy Schlesner és Stackebrandt 1986-ban megalkothatta a Planctomycetaceae családot és a Planctomycetales rendet. A rendre következő, a többi baktériumtól elválasztó bélyegek jellemzők: 1. Jellegzetes sejtmorfológia 2. Bimbózó sejtosztódás 3. Sejtfalukból hiányzik a peptidoglikán 4. Kráterszerű képződmények a sejtfalon 5. Rövid, 109-111 bázist tartalmazó 5S rRNS gén 6. Különleges 16S rRNS és 23S rRNS kódoló gének. A rendnek jelenleg négy genusza ismert, a Planctomyces, a Pirellula, a Gemmata és az Isospaera. Széles ökológiai toleranciával bíró szervezetek, korábban csak édesvizekből sikerült kimutatni őket, de ma már talajokból, rovarevő növényekről, gamélarákból (Penaeus monodori) sőt az Altamirai barlangi festmények festékanyagából stb. is kimutathatók. Jelenleg azonban csupán hét, a Planctomycetales rendbe tartozó szervezetet tudnak tiszta tenyészetben fenntartani. Mesterséges körülmények között ezek a baktériumok nagyon lassan nőnek, teljes kifejlődésükhöz akár egy hónapra is szükség lehet A tiszta tenyészetben fenntartott planktomiceszek kemoorganotróf heterotrófok, obligát aerob vagy fakultatív anaerob szervezetek. A szénforrás hasznosításban főként a szénhidrátokat részesítik előnyben, így az N-acetil glükózamint is hasznosítják, amely a kitin építő köve. Ez arra utal, hogy ennek a rendkívül nehezen bontható anyagnak, a kitinnek a lebontásában is fontos szerepet játszhatnak. A mikrobiális ökológia vizsgáló módszereinek fejlődésével ma már egyre többet tudunk a planctomycesek közösségi anyagcserében betöltött szerepéről. Az óceánokban lebegő és a mélybe hulló, 0,5mm-nél kisebb szerves aggregátumok, az úgynevezett „tengeri hó" jelentős frakcióját alkotják ezek a szervezetek. Ezeken az aggregátumokon aerob és anaerob mikroközösségek telepedhetnek meg, illetve maguk az aggregátumok táptalaját képezhetik a lebontó kémiai folyamatoknak. A nitrogén körforgalomban betöltött szerepükről egyre több infor-