Hidrológiai Közlöny, 2016 (96. évfolyam)

2016 / Különszám - Korponai Kristóf, Szabó Attila, Somogyi Boglárka, Vörös Lajos, Vájná Balázs, Boros Emil, Felföldi Tamás: A planktonikus bakteriális közösségek szezonális alakulása különböző karakterű szikes tavakban

Korponai K. és társai: A planktonikus bakteriális közösségek szezonális alakulása különböző karakterű szikes tavakban

49

tett, a közelben fekvő szikes tavacskát korábban ugyanezzel a módszerrel egy bíborbaktérium-tömegprodukció idején vizsgálva, a leggyakoribb csoportot (a szekvenciák közel harmadával) egy bíbor kénbaktérium nemzetség (az Ectothiorhodospira) alkotta (Korponai és társai 2015). Most 29-ből csupán 6 sós-éri mintában találtunk néhány ide tartozó szekvenciát.

A Deltaproteobacteria osztály azonosított tagjainak a relatív gyakorisága 0-4,4% között alakult, a magasabb értékeket alacsony vízállások esetén kaptuk, ez egybevág azzal a ténnyel, hogy az ide tartozó baktériumok között sok az üledékekhez kötődő szulfát-redukáló szervezet (Rosenberg és társai 2014). (Az ún. szulfát-légzés - S042' , mint elektronakceptor - anaerob folyamat.) Ugyanakkor az is hozzáteendő, hogy ezt a csoportot közel annyi OTU képviselte, mint a Betaproteobacteriát.

Az édesvízi bakteriális közösségeket jóformán minden esetben kiegészíti a Verrucomicrobia csoport (Zwart és társai 2002), ugyanakkor több kutatás is rávilágított arra, hogy e csoport nem viseli jól a magas pH-t (Lindström és társai 2005). Wu és munkatársai (2006) hasonló pH-jú tibeti tavakból már nem tudták kimutatni ezeket. Arányuk kicsi, de nem csekély (0-13,5%, átlag 4,8%, a Sós-érre kevésbé jellemzőek), ismeretlenségüket a nehéz tenyészthetőségük adja, több fajuk obiigát anaerob (Schlesner és társai 2006).

Több alkalommal voltak a közösségen belül dominánsak fototróf taxonok. Cianobaktériumok elsősorban a nyári Zab-székre, míg a zöldalga-eredetű kloroplasztisz- szekvenciák a téli időszakra voltak kiemelten jellemzők, ez az eloszlás összhangban állt a mikroszkópos vizsgálatok eredményeivel. Az anoxigenikus (oxigént nem termelő) foto(hetero)trófok közül a Jannaschia és Rhodobaca nemzetségek közösségen belüli aránya télen, a zöldalgavirágzások alatt növekedett meg, míg a ’Candidatus Limnoluna’ tavasszal lett dominánsabb. Ezek az eredmények párba állíthatók korábbi vizsgálatokkal (Medová és társai 2011, Korponai és társai 2015).

Bár a dominánsabb csoportok tekintetében jelentős eltérés mutatkozik a két tó bakteriális közösségében, jellemzően ugyanazok a nemzetségek megtalálhatók mindkét víztestben, de közösségen belüli arányuk eltérő. Ugyanakkor a tavanként többszáz taxon között vannak olyanok, amelyek tavankénti elkülönülést mutatnak. Az abundánsabb taxonok közül a Sós-érből szinte teljesen hiányzik a Jannaschia és a Synechococcus nemzetség, míg a Zab-székből a Fluviicola, a Limnohabitans és az Algoriphagus. Főbb különbségeket magasabb rendszertani szinteken is találhatunk. Szinte teljes abszencia figyelhető meg a Sós-érben az Acidobacteria, a Spirochaetae és a Fibrobacteres phylum tekintetében, míg a Zab-székben jóformán keresve sem találtunk képviselőt a Chlamydiae törzsből és a Proteobacteria Epsilonproteobacteria osztályából. Szembetűnő különbség a két tó között, hogy míg a Sós-érben (3. ábra) viszonylag kevés taxon alkotja a közösség számottevő részét, addig a Zab-székben (2. ábra) sokkal kiegyenlítettebbek az arányok, ritkán kerülnek domináns helyzetbe taxonok, és (talán pont ezért) itt a bakteriális diverzitás is nagyobb.

Elképzelhető, hogy az extrém környezethez való alkalmazkodás csereviszonyban van az effektiv kompetícióra való képességgel, és így az extrémebb élőhelyen diverzebb közösségek jöhetnek létre (Wu és társai 2006, Lanzén és társai 2013).

Az, hogy adott tó bakteriális közössége nem állandó, hanem évről évre változhat, régóta ismert (Yannarell és társai 2003, Kent és társai 2004). Yannarell és munkatársai (2003) két éven át mintáztak tavakat kéthetes mintavételi frekvenciával. Eredményeik, - miszerint nyáron sokkal változóbb a bakteriális közösség, míg tavasszal és ősszel meglehetősen stabil annak összetétele - összecsengenek a mieinkkel. Az okok keresésekor érdemes felidézni a három fő jellemzőt, amelyben a mikrobák különböznek a legtöbb többsejtű élőlénytől: abszolút skálán mért nagy populációméret, rövid generációs idő és nagy diszperziós képesség (Dolan 2005).

Ezek lehetnek az okai annak is, hogy egymás közelében található élőhelyek baktériumközösségének összetétele akár nagymértékben is különbözhet (pl. Van der Gucht és társai 2001), valamint adott élőhelyen belül időbeli skálán vizsgálva függően gyakran éles eltéréseket láthatunk egymást követő időpontok között (még kétheti mintavételi frekvencia esetén is - pl. Van der Gucht és társai 2001, Yannarell és társai 2003). Az okok közé természetesen az idő során változó fizikai, kémiai és biológiai (kompetitiv, top-down és bottom-up hatások egyaránt) hatások egyaránt értendőek.

A mintáink főbb környezeti paramétereit és szekvenálás során kapott (nem OTU-kra, hanem szekvenciákra vonatkozó) relatív abundancia-értékeit főkom- ponens-analízissel vizsgáltuk. Az első (34,0%) és a második (26,2%) főkomponens mentén a két tó mintái alapvetően elkülönültek egymástól, és ezen belül a kiszáradó, a feltöltődő, és a tömeges algaprodukciós állapotok mentén külön csoportokat alkottak.

ÖSSZEFOGLALÁS

Mérsékelt égövi tavakon végzett eddigi kutatások megállapították (pl. Yannarell és Triplett 2005) hogy a bakteriális közösségek összetételére nem lehet következtetni az élőhely földrajzi helyéből, és a taxonómiai gazdagság sem kapcsolható szorosan a tavak méretéhez (Dolan, 2005). Ez ellentmond a szigetbiogeográfia-elméletnek (MacArthur és Wilson 1967), mely szerint 1.) a közeli szigetek élővilága sokkal jobban hasonlít egymáséra, mint távolabbiakra, valamint 2.) a rendszer mérete összefügg a diverzitással - nagyobb szigeteken nagyobb a fajgazdagság. Dolan (2005) szerint elsősorban a mikrobák nagy diszperziós képességének tudható be, hogy náluk ez az elmélet nem áll meg. Sőt, az extrémebb élőhelyek is gyakran nagyobb (mikro)biológiai diverzitást hordoznak magukban, mint szélsőségesebb környezeti hatásoknak kevésbé kitett társaik (Wu és társai 2006, Lanzén és társai 2013). Eddigi kutatások a baktériumközösségek összetételében megfigyelhető különbségeket elsősorban a vizek hőmérsékletével, pH-jával, Secchi- mélységével, valamint sótartalmával állítottak párhuzamba (.Lindström és társai 2005, Yannarell és Triplett 2005, Wu és társai 2006).