Hidrológiai Közlöny 2009 (89. évfolyam)

6. szám - L. Hidrológiai Napok: "A hazai hidrobiológia ötven éve" Tihany, 2008. október 1-3.

59 Analysis of Climate Change Scenarios Based on the Modeling of the Seasonal Dynamics of Phytoplankton in the Danube Sipkay, Cs., Kiss, K. T., Drégelyi-Kiss, A., Farkas, E., Hufnagel, L. Abstract: Based on the results of international studies, increased global warming is expeeted by the end of this century. This change might seriously affect aquatic ecosystems. One possible approach to this problem might be the weather dependant simulation modeling of an appropriately chosen aquatic community. The long-term phytoplankton database of the Hungárián Danube Research Station of the Hungárián Academy of Sciences, collected at Göd, by the Danube has made the modeling of the processes of seasonal dinamics possible. While establishing the model, temperature and light - two factors that play an important role in the seasonal dynamics of phytoplankton - were taken into consideration. We have described seasonal phytoplankton changes by a linear combination of 12 theoretical species (groups) characterized by different temperature optima and reproduction rates. According to our field data set coming frora the period 1983-1996, the model has generated patterns similar to the ones observed, The model was run with the data series projected by climate change scenarios for the 2070-2100 period and downscaled to the region of Budapest. This way, an estimation of the direction of the changes of phytoplankton in the Danube - as a reaction to global warming - has become possible. Keywords: climate change, simulation modeling, aquatic ecosystem. Duna-Tisza közi szikes tavaink ismeretlen zöldalgái Somogyi Boglárka

1, Felföldi Tamás

2, Solymosi Katalin

2, Vanyovszki József

5, Böddi Béla

2, Márialigeti Károly

2 és Vörös Lajos

1 'Balatoni Limnológiai Kutatóint., Tihany 2Eötvös Loránd Tud.egyetem, Budapest 3Babes-Bolyai Tud.egyetem, Kolozsvár Kivonat A fotoautotróf pikoplankton a mérsékelt éghajlati övben sajátságos szezonális dinamikát mutat: nyáron pikocianobaktériumok, ősztől tavaszig pedig eukarióta algák dominálnak a pikó frakción belül. Hazai sekély tavaink különleges képviselőiben, a hipertróf termőképességű fehér vizű szikes tavakban, télen a pikoeukarióta algák sehol máshol a világon nem tapasztalt mennyiségben fordulhatnak elő (2006/2007 telén abundanciájuk elérte a 110 millió sejt ml"

1 értéket), ugyanakkor ezen algák rendszertani hovatartozásáról nem tudunk semmit. 2005 decemberében a Böddi-székből és a Zab-székből összesen tizenhárom pikoeukarióta törzset izoláltunk. Ezen algatörzsek azonosítása mikroszkópos vizsgálatok alapján nem lehetséges a kicsiny méret és az egyszerű morfológia miatt. Molekuláris vizsgálatok alapján (18S rDNS szekvencia analízis) az izolált törzsek mindegyike zöldalgának bizonyult, három jól elkülönülő taxont azonosítottunk. Az ACT0617-es és az ACT0619-es számú törzs a Pseudodictyosphaeriuml Mychonastes csoporthoz, az ACT0605 és ACT0610-es számú törzs a Choricystis genuszhoz tartozott, az ACT0608, az ACT0622 és az ACT0602-es számú algatörzsek pedig egy új, zöldalga nemzetséget képviseltek. Az izolált algatörzseket differenciál interferencia kontraszt mikroszkóp valamint transzmissziós elektronmikroszkóp segítségével jellemeztük. Kulcsszavak: pikoeukarióta algatörzsek, Duna-Tisza közi szikes tavak, 18 S rDNS szekvencia analízis. Bevezetés A fotoautotróf pikoplankton széleskörű elterjedtségét világszerte és hazánkban is a nyolcvanas évek elején fedezték fel (Vörös, 1991; Callieri, 2007). Rövidesen kiderült, hogy a pikoplankton a mérsékelt éghajlati övben sajátságos szezonális dinamikát mutat: nyáron pikocianobaktériumok, ősztől tavaszig pedig pikoeukarióta algák fordulnak elő jelentős számban (Pick & Agbeti, 1991; Malinsky-Rushansky et al., 1995). Hazai sekély tavaink (Balaton és a Duna-Tisza közi szikes tavak) pikoalga közösségeinek vizsgálata során is hasonló szezonális dinamikát tapasztaltunk (Vörös et al., 2009, Somogyi et al., 2009). Ugyanakkor a tavak életében a telet még a szakemberek jelentős része is egy nyugalmi, inaktív időszaknak tételezi fel, ez lehet az oka annak, hogy míg a pikocianobaktériumokról számos tanulmány látott napvilágot, addig a pikoeukarióta algákkal kapcsolatban kevesebb információval rendelkezünk (Callieri, 2007). Az alacsony hőmérséklet és a jég/hótakaró alatti fényszegény viszonyok miatt a befagyott tavak fizikai, kémiai és biológiai folyamatai valóban lényegesen lassabbak, mint nyáron, ugyanakkor nem szünetelnek, így az őszi-téli időszak során egy, a nyári időszaktól eltérő algaközösség alakul ki bennük. Hazai tavaink algavilágát ez idáig elsősorban a jégolvadás előtti és utáni időszakokban tanulmányozták, a Balaton és más sekély tavaink téli algái jószerével teljesen ismeretlenek maradtak. A Duna-Tisza közi fehér vizű szikes tavak mind hidrológiai, mind algológiai szempontból a víztestek egy igen speciális csoportját képezik (Vörös et al., 2006). Hipertróf viszonyaik ellenére sehol máshol a világon nem tapasztalt pikoalga gazdagság alakulhat ki bennük (Vörös et al., 2005). A pikoeukarióta algák abundanciája 2006/2007 telén elérte a 110 millió sejt ml"' értéket, ugyanakkor ezen algák rendszertani hovatartozásáról nem tudunk semmit (Somogyi et al., 2009). A pikoeukarióta algák pontos rendszertani meghatározása kicsiny sejtméretük és szegényes morfológiai karaktereik miatt hagyományos mikroszkópos módszerekkel nem kivitelezhető. Ugyanakkor a tenyésztéses eljárásokra alapozott illetve tenyésztéstől független molekuláris taxonómiai módszerek napjainkban már lehetővé teszik a pontos azonosításukat (Callieri, 2007, Vaulot et al., 2008). Az elmúlt évek kutatásai igazolták, hogy a pikoeukarióta algák hasonló morfológiai karaktereik ellenére különböző rendszertani csoportokhoz tartoznak. Tengerekben és óceánokban a Chlorophyta, Cryptophyta, Haptophyta és Heterokontophyta törzsből írtak le pikó méretű képviselőket (Vaulot et al., 2008). Az eddig vizsgált édesvízi illetve sós tavi pikoeukarióták többsége a Chlorophyta törzsbe tartozik, egyetlen más törzsbe tartozó fajt (Nannochloropsis limnetica) írtak le egy sósvizü tóban (Callieri, 2007, Fietz et al., 2005). A pikoeukarióta algákat korábban morfológiai alapon próbálták rendszerezni, a sejtek mérete, alakja, a sejtosztódás típusa, a sejtek belső szerkezete, például a pirenoid megléte vagy hiánya, a sejtfal szerkezete és alkotóelemei illetve különböző enzimek megléte vagy hiánya alapján (Főtt & Nováková, 1969, Takeda, 1991). A morfológia jellegek szűkössége miatt ugyanakkor sok korábbi tanulmányban nem is vállalkoztak az algák besorolására, egyszerűen csak kicsi zöld labdákként („little green balls") említik ezen algákat, mások zöldalga izolátumról beszélnek, vagy Chlorella- illetve Nannochloris-szem algaként írnak le egy pikoeukarióta algát (Callieri, 2007). Napjainkban a pikoeukarióta algák rendszerezése molekuláris genetikai módszerek segítségével 18S rDNS szekvenciájuk vagy RuBisCO enzim génjük (rbcL) szekvenciája alapján történik, ám ez a típusú szemléletváltás csak az elmúlt évtizedben következett be, így a Chlorophyta törzs filogenetikai viszonyainak tisztázása még napjainkban is tart (Henley et al., 2004, Callieri, 2007, Vaulot et al., 2008).