Hidrológiai Közlöny 1992 (72. évfolyam)
5-6. szám - G. Tóth László: A plankton és az üledék terminális elektrontranszport rendszer (ETS)2 aktivizálása a Balatonban
323" A plankton és az üledék terminális elektrontranszport rendszer (ETS)- aktivitása a Balatonban G.-Tóth László MTA Balatoni Linmológiai Kutató Intézet, 8237, Tihany Kivonat: A légzés során biokémiai szinten a terminális elektrontranszport rendszer (Electron Transport System, ETS) nevű multienzim komplex képez hidat az oxidálódó szerves vegyületek és a molekuláris oxigén között. Az ETS-aktivitás teszt megadja a minta biológiai oxidációs kapacitását. 1988—1989 években vizsgáltuk a mikroplankton (1—60 pm), a hálós zooplankton (60—250 /im ós a 250 valamint 1989-ben az üledék ETS-aktivitását a Balatonban. A hipertrófikus Keszthelyi-öbölben a mikroplankton ETS-aktivitása (l1) 6-szor, a zooplanktoné (1 _ 1) 1,61—1,63-szor nagyobb volt, mint a Siófoki-medencében. Az ETS-aktivitás (m2) Keszthely : Siófok aránya a mikroplanktonnál 1988-ban 3,83 : 1, 1989-ben 3,94 : 1; a zooplanktonnál 1988-ban 1,07 : 1, 1989-ben 1,10 : 1 volt. A zooplankton ETS-aktivitása Keszthelynél a vizoszlopból kimutatott összes ETS-aktivitás 6,0—10,8%-át, a Siófoki-medencében 19,0— —30,8%-át tette ki (1988—1989). Az üledék a Keszthelyi-öbölben 30—35 cm, a Siófoki-medencében 15—20 cm mélységig volt biológiailag aktív. Az ETS-aktivitás csökkenésének mórtéke felszíntől lefelé a Keszthelyi-öbölben 10% cm1, a Siófokimedencóben 23% cm1 volt. Az ETS-aktivitás (mí) az üledékben a Keszthelyi-öbölben ós a Siófoki-medencében 9,3-szer múlta felül a vízoszlopót, s Keszthely : Siófok aránya 3 : 1 volt. Az ETS-aktivitás alapján a Balatonban a plankton önmaga is képes elégetni a vízoszlopban megtermelődő szervesanyagot. A tó biológiai oxidációs kapacitása az üledékkel együtt sokszorosan felülmúlja a planktonikus elsődleges termelést. Kulcsszavak: terminális elektrontranszport rendszer (ETS)-aktivitás, szénmórleg, mikroplankton, zooplankton, üledék, Balaton 1. Bevezetés A Balaton jól átszellőző', sekély, alkálikus tó (felszín: 596 km 2; átlagos mélység: 3,2 m; 0 2tartalom: 80—160%; pH vi z=8,4—8,6; pH üledé k= — 7,8—8,5, Istvánovics és mtsai, 1989). Bár a tó az elmúlt két évtizedben rohamosan eutrofizálódott, nem következett be számottevő szervesanyag felhalmozódás sem a vízben, sem az üledékben. A szervesanyag a tóban gyorsan elég. Biokémiai szinten a mitokondriumok belső membránjában elhelyezkedő terminális elektrontranszport rendszer (ETS) képez hidat az oxidálódó szerves anyagok (a Szent-Györgyi—i£>e&s-ciklus redukált koenzimjei, úgy mint NADH, NADPH, Na-szukeinát) és a molekuláris oxigén között. A multienzim komplex pH-optimuma=8,4—8,6 (Kenner és Ahmed, 1975). Az ETS-aktivitás könynyen meghatározható úgy, hogy a minta sejtmentes homogenizátumához szubsztrát felesleg biztosítása mellett jód-nitro-tetrazólium-kloridot (INT) adunk. Ekkor az elektronok az oxigén, mint végső elektronakeeptor helyett a tetrazóliumra ugranak. A tetrazólium redukálódik és formazánná alakul, amely vörös színű. Az inkubáció ideje alatt keletkezett formazán mennyiségét 490 nm hullámhosszon spektrofotométerrel meghatározhatjuk, amely arányos a minta potenciális oxigén fogyasztásával. Az ETS-teszt, amelyet Packard (1971), Kenner és Ahmed (1975), Owens és King (1975), valamint Broberg (1985) tettek alkalmassá ökológiai vizsgálatokra, olyan szinten kérdez rá a légzési kapacitásra, amely az egész abero élővilágban univerzális. A tesztet az oceanológiai kutatásokban kiterjedten alkalmazzák az eufotikus zóna és a nagy mélységek metabolikus aktivitásának vizsgálatára (pl. Packard, 1985 és az ott idézett irodalom), és egyre jobban terjed a limnológiában is (Broberg, 1985; James, 1987; Rai 1984, 1988; Rai és mtsai, 1989, Blenkinsopp és Lock, 1990). 1988—89-ben a Keszthelyi-öbölben és a Siófoki-medencében vizsgáltuk a mikroplankton (1— —60 pim), a hálós zooplankton (60—250 fim és 250 fj.m <frakciók), valamint az üledék ETSaktivitását. Munkánk során választ kerestünk arra, hogy: 1. Mekkora a plankton biológiai oxidációs kapacitása és potenciális légzési szénvesztesége; 2. Mekkora az üledék biológiai oxidációs kapacitása és potenciális légzési szénvesztesége, továbbá hogyan változik a légzési enzimaktivitás az üledék különböző rétegeiben; 3. Milyen különbségek vannak a hipertrófikus Keszthelyi-öböl és a mezotrófikus Siófoki-medence vizének és üledékének ETS-aktivitásában? 2. Anyag és módszer 30—30 1 vízmintát vettünk cső vízoszlopmerítő készülékkel (8 cm átmérő) 1988 április és október és 1989 május és november között kéthetente a
