Hidrológiai Közlöny 2010 (90. évfolyam)

6. szám - LI: Hidrobiológus Napok: „Új módszerek és eljárások a hidrobiológiában” Tihany, 2009. szeptember 30–október 2.

130 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2010. 90. ÉVF. 6.. SZ. A pikoalgák jelentősége a Balaton téli planktonjában Somogyi Boglárka

1, Kiirthy Anett

2, Németh Balázs

1 és Vörös Lajos

1 'MTA Balatoni Limnológiai Kutatóintézet, Tihany - 2 Debreceni Egyetem, Debrecen Kivonat: Télen az alacsony hőmérséklet és a fényszegény körülmények limitálják az algák szaporodását, ugyanakkor az elmúlt évek eredményei azt mutatják, hogy a Balatonban egy népes pikoeukarióta algaközösség jelenik meg. A nyári időszakban a pikocianobaktériumok elsődleges termelésből való részesedése a Balatonban meghaladhatja az 50 %-ot, de a téli időszakra jellemző pikoeukarióta algák részesedését nem ismerjük. Ezért 2009 februárjában a Balaton Keszthelyi- és a Siófoki-medencéjéből vett vízzel fotoszintetronban végzett kísérletekkel meghatároztuk a teljes fitoplankton illetve a pikó frakció fotoszintézisének fényintenzitás függését 1

4C módszerrel. Összehasonlításképpen ugyanezeket a méréseket 2009 júniusában is elvégeztük. A kapott eredményekből empirikus modell segítségével meghatároztuk az egyes frakciók (<3 um és >3 um) fotoszintézis-fényintenzitás görbéinek paramétereit. A pikoeukarióta algák télen a Keszthelyi-medencében az elsődleges termelés 52%, a Siófoki-medencében pedig 24%-át adták. A pikoalgák részesedése a planktonikus elsődleges termelésből a fényintenzitás változásával mind napszakosan, mind pedig a vízmélység függvényében változott: alacsonyabb fényintenzitás mellett részesedésük magasabb volt. A pikoplankton jelentősége a Balatonban a téli időszakban sem maradt el a nyári időszakhoz képest. Kulcsszavak: fotoszintézis, pikoplankton, nanoplankton. Bevezetés A tavak életében a telet még a szakemberek jelentős része is úgy tekinti, mint egy nyugalmi, inaktív állapotot. A jégmentes állapottól a befagyott tavakban a körülmények két tekintetben térnek el alapvetően: a víz el van zárva a levegőtől, így nem lehetséges például az oxigén bejutása a vízoszlopba, mindemellett a jég és a ráhullott hótakaró jelentősen csökkenti a napsugárzás behatolását a vízbe. Az alacsony hőmérséklet és a jég/hótakaró alatti fényszegény viszonyok miatt a befagyott tavak fizikai, kémiai és biológiai folyamatai valóban lényegesen lassúbbak, mint nyáron, ugyanakkor nem szünetelnek. A tavak téli világának intenzív kutatása világszerte csak az elmúlt években kezdődött. Ez nem kevés nehézséget hordoz magában, hiszen a téli időszak túlnyomó részében veszélyes a tavak jegén tartózkodni és dolgozni, éppen ezért ismereteink a tavak ezen időszakáról alapvetően hiányosak. Hazai tavaink algavilágát ez idáig elsősorban a jégolvadás előtti és utáni időszakokban tanulmányozták. A Balaton algavilágát már az 1800-as évek végétől vizsgálják, sőt, a befagyott Balaton élővilágának kutatása is már évtizedekkel ezelőtt elkezdődött, ugyanakkor a korábban alkalmazott hagyományos fénymikroszkópos módszerek csak a nagyobb méretű algák vizsgálatát tették lehetővé. A fotoautotróf pikoplankton széleskörű elterjedtségét világszerte és hazánkban is a nyolcvanas évek elején fedezték fel (Vörös, 1991; Callieri, 2008). 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). Az autotróf pikoplankton a vizek elsődleges szerves anyag termelésében jelentős szerepet játszik. Egyes oligotróf tengeri területeken az összes produkció akár 90%-át, míg oligotróf tavakban 70%-át is adhatja (Stockner & Antia, 1986). Ugyanakkor azokat a méréseket, amelyek a planktonikus elsődleges termelés, vagy a pikoalgák ebből való részesedésének meghatározására irányultak, elsősorban a tavak produktívabb, nyári időszakában végezték. A Balatonban 1986 és 2005 nyarán vizsgálták a pikoplankton részvételét a fitoplankton elsődleges szerves anyag termelésében. 1986-ban az akkor hipertróf Keszthelyi-medencében a pikoplankton hozzájárulása a fitoplankton produkciójához tág határok között (1-57 %) változott, a kevésbé eutróf Siófoki-medencében tartósan nagyon jelentős (43-56 %) volt (Vörös, 1989). 2005 nyarán a pikoalgák részesedése a Keszthelyi-medencében 23 %, a Siófoki-medencében 54 % volt (Somogyi & Vörös, 2006). A Balatonban először 2003 telén figyelték meg, hogy az alacsony hőmérséklet és fényszegény környezet ellenére gazdag pikoalga népesség alakult ki a jéggel fedett tóban, melyben pikoeukarióta algák domináltak (Mózes et al., 2006). Az elmúlt évek kutatásai bebizonyították, hogy a nyári időszakban a pikocianobaktériumok elődleges termelésből való részesedése a Balatonban meghaladhatja az 50 %-ot, ugyanakkor a téli időszakra jellemző pikoeukarióta algák részesedését nem ismerjük. Éppen ezért célunk volt a téli pikoalga közösség planktonikus elsődleges termelésből való részesedésének meghatározása a Balaton Keszthelyiés Siófoki-medencéjében 2009 telén. Összehasonlításképpen ugyanezeket a méréseket 2009 nyarán is elvégeztük. Anyag és módszer A teljes fitoplankton és a pikó frakció elsődleges termelését 2009. február 18/19-én illetve 2009. június 15-én határoztuk meg a Balaton Keszthelyi- és Siófoki-medencéjében vett vízminták segítségével. A téli időszakban a mintavétel időpontjában jég nem fedte a tavat. A víz alatti fény mérése LI-COR radiométerrel, síkfelületű szenzorral történt. A pikoplankton vizsgálatára epifluoreszcens mikroszkópot (Nikon Optiphot 2) használtunk kékesibolya és zöld gerjesztőfény alkalmazásával a pikoeukarióták és pikocianobaktériumok elkülönítése céljából. A preparátumokról digitális kamerával (Spot RT) felvételeket készítettünk, amelyek kiértékelésével meghatároztuk a pikoplankton abundanciáját és pigment típusát. A minták pigment tartalmát forró metanolban extraháltuk, majd Shimadzu UV-VIS 160A spektrofotométerrel meghatároztuk a klorofill-a koncentrációt. A fitoplankton fotoszintézisének meghatározása 1

4C módszerrel történt (Steemann-Nielsen, 1952). A vízmintákat a laboratóriumba szállítás után ismert aktivitású (0,1-0,4 MBq) NaH C0

3 oldattal 20 ml -es üvegküvettákban nyolc különböző fényintenzitáson (7, 18, 30, 70, 190, 330, 590, 1020 |imol m~

2 sec"

1), sötét kontrollt is alkalmazva fotoszintetronban inkubáltuk két órán át az adott tóvíz hőmérsékletén. Ezt követően a teljes fitoplankton vizsgálatához a balatoni vízminták egy részét (5ml) 0,45 pm pórusátmérőjű cellulóz (Millipore) filterre szűrtük. A pikoplankton részesedését vizsgálva az elsődleges szervesanyag termelésből az inkubált vízminták másik részét (15 ml) először vákuum nélkül 3 (ím pórusátmérőjű polikarbonát (Millipore) filteren szűrtük át, majd a szűrletet vittük fel 0,45 pm pórusátmérőjü cellulóz filterre. Mind a teljes, mind a 3 pm-es filteren átjutott pikoalgák abundanciáját meghatároztuk (Maclsaac & Stockner, 1993), és a kapott arányt használtuk fel a pikoplankton teljes fotoszintézisének kiszámításához. A filtereket a teljes száradás után 45 percig sósavgőzben tartottuk a