Hidrológiai Közlöny 2006 (86. évfolyam)
6. szám - XLVII. Hidrobiológus Napok: Vizeink élővilágát érintő környezeti változások Tihany, 2005. október 5–7.
58 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2006. 86. ÉVF. 6. SZ. mtsai 1999). Bár a fenti szerzők nem a C. raciborskii-1 vizsgálták (Heath és mtsai egy Synechococcus fajjal, míg Liu és mtsai a Thalassiosira weissflogii-val és számos egyéb, nitrogén-kötésére képtelen algafajjal végezték kísérleteiket.), mégis az általam folytatott kísérletekhez (6. ábra) hasonlóan azt tapasztalták, hogy a maximális növekedési sebességhez közelítve, a karotinoid/a-klorofill arány 1 körüli értékhez tartott. _3,8 23,3 o 22,8 ro 22,3 o — 1,8 o |1,3 JS 0,8 0 0,5 1 1,5 2 hígítási arány (nap1) 6. ábra. A karotinoid/a-klorofill arány változása a hígítási sebességgel A kisebb és a közepes hígítási arányoknál a kemosztátokhoz adagolt NH 4 +-ot a sejtek szinte teljes mértékben felvették, csak a legnagyobb hígítási arányoknál - ahol a legtöbb oldott nitrogén jutott algamennyiségre vonatkoztatva mértünk magas NH 4-N koncentrációkat. Az oldott NH 4 + jelentősen befolyásolta a PN tartalmat és a nitrogénkötést is. A partikulált széntartalom közel felét adta a száraztömegnek, és egyik kísérletsorozatnál sem változott jelentősen a növekedési sebességgel, bár a maximális növekedéshez közelítve enyhén növekedett. A PC/PN arányok a kisebb hígítási arányoknál az optimális Redfield arányhoz (5,6 tömegarányban kifejezve) nagyon közeli értékek voltak, ami nem is meglepő, hiszen a növekedést meghatározó tápanyag a foszfor volt. A hígítási arányt növelve, különösen NH 4 + jelenlétében ez az érték csökkent. A C/N arány csökkenését a PN/szárazanyag hányados növekedése okozta. A nagy hígítási arányú NH 4 + táplálású kísérleteknél a PN tartalmat feltehetően a sejt-szuszpenzióban oldott nagy mennyiségű, könnyen felvehető NH 4 + növelte meg (7. ábra A-Q. A hígítási arányt növelve az NH 4 +-mentes tenyészeteknél a N 2-kötés sebességének biomasszára vonatkoztatott mennyisége növekedett (8. ábra). A gyorsabb N 2-kötésre az egyre gyorsabban növekedő sejtek felépítéséhez volt szükség. Az energetikailag kedvezőbb NH 4 + viszont gátolta a légköri N 2 kötését, a hígítási arányt növelve egyre erősebb gátlást tapasztaltunk. A legnagyobb hígítási arányoknál szinte teljes gátlást mértünk. A faj nitrogén anyagcseréjének még számos feltáratlan részlete van, de valószínűsíthető, hogy a gátlást az alga nitrogéntartalmának növekedése okozta, valamint a tápoldatbeli magas NH 4 + koncentráció közvetlenül is gátolhatta a N 2kötést (Sprőber és mtsai 2003, Meeks és Elhai 2002). Összefoglalás A légköri N 2 kötése energiaigényes folyamat, A heterociták kialakításához és a N 2-kötéshez is ATP szükséges, ezen kívül a heterociták foszfortartalma magasabb, mint a vegetatív sejteké. Ezzel magyarázhatjuk, hogy NH 4 + hatására a minimális foszforhányad 2,32-ről 1,6l-re csökkent. A Droop modellből számolt elméleti maximális növekedési a rány 1,17-ről 1,5-re történő növekedését is az okozhatta, hogy NH 4 + jelenlétében lecsökkent az algasejtek foszfor-, energia- ill. redukált koenzim igénye. Eddig nem volt ismert, hogy az NH 4 + képes a C. raciborskii N 2-kötésének szinte 100 %-os gátlására ill. az, hogy az NH 4 + által előidézett fiziológiai változások milyen mértékben módosítják a faj növekedését foszforlimitált körülményeknél. 60% 50% ™ "L, 40% KJ O) s E 30% o ? 20% -10% 0% 0 0,5 1 1,5 2 hígítási arány (nap' 1) 15% 13% <ó v 10% S E 8% z |> 5% ~ 3% 0% 0 0,5 1 1,5 2 hígítási arány (nap 1) 10 8 z ^ 5 O o o. 3 0 0 0,5 1 1,5 2 higitási arány (nap 1) 7. ábra. A szárazanyagra vonatkozatott PC (A), PN (B) értékek és a PC/PN (C) arányok változása a hígítási sebességgel 0,30 = £ 0,25 O -7 0 "0 0,20 •¥ ú -S oi 0,15 » 3. 1 zT0,10 oi 2f 3 0,05 0,00 0 0,5 1 1,5 hígítási arány (nap' 1) 8. ábra. A N rkötési sebesség a-klorofillra vonatkoztatott mennyiségének változása a hígítási sebességgel A pigment tartalom változását a növekedési sebesség fokozódása mellett főleg az okozhatta, hogy a hígítási sebességet növelve javult az algasejtek tápanyag ellátottsága. Figyelembe kell venni, hogy a természetes vizek a laboratóriumi rendszernél sokkal összetettebbek. A Balatonban a C. raciborskii a tápanyagokért más fajokkal verseng; oldott nitrogénforma jelenléte más, nitrogénkötésre képtelen algafajok növekedésének nagyobb mértékben kedvezne, így a nitrogénterhelés növelésével a faj biomasszája akár csökkenhetne is. Azt azonban megállapíthatjuk, hogy a C. raciborskii kísérleteinkből megismert jellemzői, vagyis, hogy foszforlimitált körülmények esetén a nitrogénformák hatással vannak a faj növekedésére, és képesek a légköri nitrogén kötés gátlására, természetes körülmények közt is érvényesülhetnek.
