Hidrológiai Közlöny, 2013 (93. évfolyam)
2013 / 5-6. különszám - LIV. Hidrobiológus Napok előadásai
65 1. táblázat. A Nakuru tóból származó Arthrospira fusiformis és Picocystis salinarum törzsek biomassza specifikus fotoszintetikus paraméterei. Ik - fényadaptációs paraméter, Rb - biomassza specifikus légzés, PBmax - biomassza specifikus maximális fotoszintézis, a - fényhasznosítási tényező, ß - fénygátlási paraméter - *mértékegység: pg C L'1 h'1 (pmol in zs~')' h Rb PBm „ T(°C) (pmol m'2 s'1) (ftg C pg'1 Chi a h'1) (Pg C pg'' Chi ah ') a* ß* 15 30 0,00 0,61 0,0207 0 5! ^ 20 115 0,00 0,99 0,0086 0 25 169 0,05 1,14 0,0067 0 1:4 30 225 0,12 1,79 0,0080 0 35 40 417 515 0,14 0,16 4,19 5,00 0,0101 0,0097 0 0 45 448 0,35 3,51 0,0078 0 15 4 0,03 0,10 0,0994 0 20 5 0,04 0,13 0,0275 0 25 4 0,05 0,18 0,0502 0 © 5 30 33 0,06 0,20 0,0062 0 áj 1 35 41 0,07 0,25 0,0061 0 40 51 0,07 0,33 0,0064 0,0001 45 7 0,07 0,03 0,0046 0,0001 Biomasszára vonatkoztatva egyik faj esetében sem tapasztaltunk jelentős mértékű fény gátlást. Az A. fusiformis légzése alacsonyabb hőmérsékleten (15- 20 °C) annyira kismértékű volt, hogy az LDO módszer nem volt kellően érzékeny a kimutatására. A P. salinarum légzése minden hőmérsékleten mérhető volt. A hőmérséklet növelésével a kékalga légzésének intenzitása sokkal nagyobb mértékben növekedett, mint a P. salinarum-é. Mindkét faj esetében pozitív korrelációt kaptunk a légzés és a hőmérséklet között a teljes mérési tartományban. Megbeszélés Munkánk során a kenyai Nakuru-tóból izolált két faj, egy fonalas kékalga (Arthrospira fusiformis) és egy piko méret- tartományba eső zöldalga (Picocystis salinarum) fotoszintézisének fény- és hőmérséklet függését vizsgáltuk. Méréseink alapján a kékalga mind a magasabb hőmérséklethez, mind pedig a magasabb fényintenzitáshoz jobban adaptálódott, minden hőmérsékleten legalább egy nagyságrenddel nagyobb Ik értéket tapasztaltunk. Az A. fusiformis-sál végzett korábbi kísérletek is azt mutatják, hogy növekedésének, biokémiai folyamatainak optimális hőmérséklete 30-35°C körül van (pl. Torzillo & Vonshak, 1994; Trabelsi és mtsi., 2009). Kebede & Ahlgren (1996) kísérleti körülmények között A. fusiformis esetében 30 °C-on 330 pmol m’2 s'1 fény- intenzitás mellett mutatták ki a legnagyobb a produkciót, míg vizsgálataink során - mivel nem tapasztaltunk fénygátlást - 1200 pmol m‘2 s'1 mértük a legintenzívebb fotoszintézist ezen a hőmérsékleten. Jelen kísérletben a magasabb fényintenzitás értékeken (300 pmol m'2 s'1 felett) a maximális fotoszintetikus aktivitását a faj 40 °C-on érte el, amit más kutatásokban már károsnak találtak a fotoszintézisre nézve (pl. Torzillo & Vonshak, 1994; Vonshak, 1997; Dan- esi és mtsi., 2001). Mivel mindkét faj estében tapasztaltunk visszaesést 45°C-on a fotoszintézisben, így nem mondható, hogy az extrém magas hőmérsékletet a pikoalga jobban tolerálja. Berry és mtsi. (2003) eredményeihez hasonlóan az A. fusiformis fotoszintézise az optimális fényintenzitás (300 pmol m'2 s'1 felett) és hőmérséklet (25-40°C) tartományban jóval magasabb volt, mint a légzés intenzitása. A fotoszintézis értéke többszörösét is elérte a légzésének, ami cianobak- tériumok esetében tipikusnak mondható (Schmetterer, 1994), ez a zöldalga esetében nem volt ilyen mértékben megfigyelhető. Az A. fusiformis esetében megfigyeltünk azt a jelenséget, amit a közelmúltban egy másik kékalga, az A- phanizomenon flos-aquae, esetében is tapasztaltak (Üveges és mtsi., 2012): nagyon alacsony fényintenzitáson a fotoszintetikus aktivitása az általunk alkalmazott legalacsonyabb hőmérsékleten (15°C) volt a legnagyobb. Fényadaptáció tekintetében találtuk a legnagyobb különbséget a két faj között. Míg az A. fusiformis a magasabb, addig a P. salinarum a jóval alacsonyabb fényintenzitásokhoz adaptálódott. Mindkét faj esetében a hőmérséklet növelésével a fényadaptációs paraméter értéke is növekedett 40 °C-ig. Az A. fusiformis természetes élőhelyének, a Nakuru- tónak átlagos hőmérséklete 25-30 °C (Odada és mtsi., 2004.). Ebben a hőmérsékleti tartományban méréseink alapján 169-225 pmol m'2 s’1 fényintenzitás közötti a fényadaptációs paramétere a fajnak, a pikoalgáé 5-35 pmol m'2 s"1 közötti. Az A. fusiformis természetes körülmények között képes arra, hogy lebegésregulációja révén olyan pozícióba hozza magát a vízoszlopban, ahol a fényviszonyok a legmegfelelőbbek számára (pl. Ma & Gao, 2009). A Picocystis esetében hasonló eredményt kaptunk Roesler és mtsi. (2002) eredményeihez, amikor is Picocystis sp. esetében a- lacsony fényadaptációt állapítottak meg. Ez a tulajdonsága a kenyai sós tavak esetében is előnyére válhatott, hiszen a felszínen lévő kékalgák alatt jóval alacsonyabb fényintenzitáson is magas biomassza elérését tette lehetővé számára. Méréseink alapján csak a fényintenzitás és hőmérséklet interakciója nem okozhatná a Picocystis salinarum kompetitiv előnyét természetes körülmények között az Arthrospira fusiformis-sal szemben. Köszönetnyilvánítás A kutatást a „TEMBI” - Climate changes impact biodiversity of microbiota and matter- and energy-fluxes in lakes pályázat támogatta. Az adatfeldolgozás "Az éghajlatváltozásból eredő időjárási szélsőségek regionális hatásai és a kárenyhítés lehetőségei a következő évtizedekben”(TÁMOP-4.2.2.A-l 1/1/ KONV-2012-0064) című projekt támogatásával valósult meg. Irodalom Berry, S., Y. V. Bolychevtseva, M. Rögner & N. V. Karapetyan, 2003. Photosynthetic and respiratory electron transport in the alkaliphilic cyanobacterium Arthrospira (SpiruUna) platensis. Photosynthesis Research 78: 67-76. Childress, B., S. Nagy & B. Hughes, 2008. International single species action plan for the conservation of the lesser flamingo (Phoenico- naias minor). CMS Technical Series No 18., AEWA Technical Series No. 34. Bonn, Germany Danesi, E. D. G., C. O. Rangel-Yagui, S. Sato & J. C. M. de Carvalho, 2011. Growth and content of Spirulina platensis biomass chlorophyll cultivated at different values of light intensity and temperature using different nitrogen sources. Brazilian Jorunal of Microbiology 42: 362-373. Jenkin, P. M., 1957. The filter-feeding an food of flamingoes (Phoeni- copteri). Philosophical Transactions of the Royal Society of London 240:401-493. Kebede, E. & G. Ahlgren, 1996. Optimum growth conditions and light utilization efficiency of Spirulina platensis (=Arthrospira fusiformis) (Cyanophyta) from Lake Chitu, Ethiopia. Hydrobiologia 332: 99-109. Krienitz, L. & K. Kotut, 2010. Fluctuating algal food populations and the occurrence of lesser flamingos (Phoeniconaias minor) in three Kenyan Rift Valley lakes. Journal of Phycology 46: 1088-1096. Krienitz, L. & M. Wirth, 2006. The high content of polyunsaturated fatty acids in Nannochloropsis limnetica (Eustigmatophyceae) and its implication for food web interactions, freshwater aquaculture and biotechnology. Limnologica 36: 204-210. Krienitz, L., 2009. Die Nahrungsprobleme des Zwergflamingos. Biologie in unserer Zeit 39: 258-266. Ma, Z. & K. Gao, 2009. Photosynthetically active and UV radiation act in an antagonistic way in regulating buoyancy of Arthrospira (Spirulina) platensis (cyanobaycterium). Environmental and Experimental Botany 66: 265-269.
