Hidrológiai Közlöny, 2015 (95. évfolyam)

2015 / 5-6. különszám - LVI. Hidrobiológus Napok előadásai

59

Heliotermikus sós tavak planktonikus mikrobaközösségei

Nagy Balázs József1, Szabó Attila1, Somogyi Boglárka2, Vörös Lajos2, Márialigeti Károly1, Máthé István3, Felföldi Tamás1,3

*ELTE Mikrobiológiai Tanszék, 1117 Budapest, Pázmány Péter stny. 1/c. (

tamas.felfoldi@gmail.com

) 2MTA ŐK Balatoni Limnológiai Intézet, 8237 Tihany, Klebelsberg Kuno u. 3.

3Sapientia EMTE Biomérnöki Tanszék, Ro-530104 Csíkszereda, Szabadság tér 1.

Kivonat: Egyes sós tavak speciális hőrétegződést mutatnak (heliotermia): a napenergia fütő hatására a felszín alatt alakul ki a hőmérsékleti maximum. 2013 júliusában három mély heliotermikus sós tavat mintáztunk Erdélyben, amelyek különböző emberi behatásnak vannak kitéve. A vízaknai Feneketlen-tó természetvédelmi terület, a szovátai Medve-tó a nyár folyamán gyógyfürdőként üzemel, a vizsgált marosújvári „Plus-tó” pedig erősen szennyezett (a sóbánya egyik üregének beszakadása során keletkezett a tó, elnyelve egy élelmiszer áruházat árukészletével, berendezéseivel együtt). A tavakban 2-4 méteres mélységben volt mérhető a legnagyobb hőmérséklet (33,2-41,7 °C) és a legnagyobb a-klorofill koncentráció. A Feneketlen-tó fitoplanktonját a Dunaliella jellemezte, míg a Medve-tóban a pikofitoplankton és zöld kénbaktériumok speciális rétegződése volt megfigyelhető. Az újgenerációs DNS-szekvenálás kimutatta a Bacteriodetes, Cyanobacteria, Proteobacteria, Firmicutes (és ezen kívül a Medve-tóban még a Chlorobi) törzsek dominanciáját. A Feneketlen-tó különlegessége volt, hogy az eufotikus réteget a fény hajtotta protonpumpával (rodopszin) rendelkező Salinibacter nemzetség uralta. A tavak mélyebb rétegeit obiigát anaerob szervezetek jellemezték (pl. a szulfát-redukáló Desulfonauticus nemzetség). Eredményeink azt mutatták, hogy a heliotermikus sós tavakban egyedi és különleges mikrobiális közösségek élnek.

Kulcsszavak: heliotermia, sós tó, Erdély, újgenerációs DNS-szekvenálás, planktonikus mikroorganizmusok.

Bevezetés

Egyes sós tavak speciális hőrétegződést mutatnak, a- melyet a vertikálisan változó sótartalom és a napsugárzás fűtő hatása okoz. Ennek eredményeként a felszín alatt néhány méteres mélységben meglehetősen meleg vízréteg alakul ki (Kalecsinszky, 1901; Wetzel, 2001). A jelenség neve: heliotermia. Keletkezésüket tekintve többnyire oldásos tavakról beszélhetünk, mélyek, és só-koncentrációjuk akár 7-8-szor nagyobb a tengervízénél. A mélységi hőmérsékleti maximum környékén esetenként a-klorofill maximum is található (Máthé és mtsai., 2014). A heliotermia befolyásoló tényezői a felszíni édesvíz réteg vastagsága, a globálsugárzás intenzitása, a tó vizének sókoncentrációja és a levegő hőmérséklete. Földünkön több heliotermikus sós tó található igen különböző földrajzi elhelyezkedéssel, ilyen például az antarktiszi Ekho Lake (Labrenz és Hirsch, 2001), a Washington államban található Hot Lake (Wetzel, 2001), az egyiptomi Solar Lake (Cytryn és mtsai., 2000) és az általunk is vizsgált erdélyi tavak: a Medve-tó, a Feneketlen-tó és az újonnan keletkezett marosújvári „Plus-tó”.

A Medve-tó (Lacul Ursu) Szováta fő turisztikai célpontja, a tó egyik fele nyaranta gyógyfürdőként üzemel. A vízaknai Feneketlen-tó (Lacul Fára Fund) korábban szintén fürdőhelyként üzemelt, de 2000 óta természetvédelmi területté nyilvánították, és ma már egy kerítés is védi. Marosújváron pedig 2010-ben keletkezett egy heliotermikus tó (Lacul „Plus”) egy teljes Plus nevű élelmiszer áruház elnyelésével. Mindez azért következett be, mert a felszín alatti vízfolyások kimosták a szupermarket alatti alapkőzetet, kiszélesítve ezzel a mélyben lévő sóbányaüreget. A tó vize rendkívül szennyezett, mivel a szupermarket szerkezeti anyagai és teljes árukészlete a tóban van. Ezen kívül szennyez még a sóbányászathoz használt gázolaj (az oldással felszínre hozott sókitermelésnél a mélybe pumpált víz fölé rétegeztek gázolajat, hogy a víz csak az alatt oldja ki a sót, megakadályozva ezzel felszínhez közeli földalatti üregek kialakulását, ill. beomlását).

Korábbi kutatási eredményeink (Somogyi és mtsai., 2014) alapján elmondható, hogy a Feneketlen-tóban 2011 nyarán 2,4 m-en volt mérhető a hőmérséklet maximuma (29 °C), amivel oxigén túltelítettség (>20 mg/L, 200 %), valamint 3 m mélyen az a-klorofill koncentráció maximuma (21 pg/L) is együtt járt. A Medve-tónál a korábbi kutatások során (Hegyi és mtsai., 2012; Márialigeti és mtsai., 2014; Máthé és mtsai., 2014) megállapítottuk, hogy szintén kb. 3 m-es mélységben található a hőmérséklet maximuma, viszont 2,5 m-en a-klorofill, míg 3 m- en a c-bakterioklorofill koncentrációjának maximuma volt mérhető, ez utóbbit fototróf zöld kénbaktériumok, a Prosthecochloris nemzetség tagjainak tömeges előfordulása okozta. A marosújvári tó esetében a tókeletkezés folyamatában vagyunk, nincsenek előzetes kutatási eredmények.

Célunk volt feltárni a fent említett három erdélyi heliotermikus sós tó planktonikus mikrobaközösségének összetételét mikroszkópos és nagy felbontású molekuláris mikrobiológiai módszerek kombinálásával.

Anyag és módszer

A heliotermikus sós tavak mikrobaközösségeinek megismeréséhez 2013. július 17-18-án vettünk vízmintát különböző mélységekből búvárszivattyú segítségével. A hőmérséklet, vezetőképesség és oldott oxigén koncentráció értékeit a helyszínen mértük XRX-420 CTD+ (RBR) és MultiLine P 8211 (WTW) multiméterekkel, míg az a- kloroftll (Wellburn, 1994), valamint az a- és c-bakterio- kloroftll koncentrációjának meghatározása (Castenholz, 1973; Biel, 1986) laboratóriumi körülmények között történt. A Feneketlen-tóból származó vízminták in vivo abszorpciós spektrumát üvegszálas membránfilteren (0,4 pm) való tömörítés után UV-VIS 160A spektrofotométer segítségével határoztuk meg. A piko méretű algák vizsgálatát epifluoreszcens (Maclsaac és Stockner, 1993), míg a nagyobb algákét fordított mikroszkóppal végeztük (Utermöhl, 1958).

A DNS vizsgálatokhoz a vízmintákat szűrőpapíron tömörítettük, a DNS-t az UltraClean Soil DNA Isolation Kit (MoBio) felhasználásával izoláltuk. A PCR-hez Phu- sion Hot Start II High-Fidelity DNS polimeráz enzimet (Thermo Scientific), valamint S-D-Bact-0341-b-S-17 és S-D-Bact-0785-a-A-21 (Klindworth és mtsai., 2013) pri- mereket használtunk, ennek segítségével a 16S riboszo- mális RNS-t kódoló gént szaporítottuk fel a Bacteria do-