Hidrológiai Közlöny 2011 (91. évfolyam)
6. szám - LII. Hidrobiológus Napok: „Alkalmazott hidrobiológia” Tihany, 2010. október 6-8.
84 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2011. 91. ÉVF. 6. SZ. a cinkkel kezelt tenyészetekben a sejtek kloroplasztisza fragmentáltnak látszott, a sejteken befüződések, különböző formájú deformitások jelentek meg (la. kép). A deformálódott sejtek száma a cink-koncentráció növelésével emelkedett (4. ábra). A cinkkel kezelt tenyészetekben a fentebb leírt deformitásokon túl megfigyelhető volt a sejtek „összecsapzódása", vagyis az elpusztult és széteső sejtek maradéka mintegy csoportokba fogta a tenyészetben lévő sejteket (lb. kép). A kezelt tenyészetek a buborékoltatás ellenére is gyorsan kiülepedtek, és a sejtek feltenyészetből (30 mgxL'); (b) csomókba állt M. pusillum sejtek cinkkezelt tenyészetben (40 mgxL 1). Picture 1 (a) Deformed M. pusillum cell from Zn treated culture (30 mg*L~'); (b) Clotted M. pusillum cells from Zn treated culture (40 mgxL'). Összefoglalás Az algák napjainkban mind jelentősebb szerepet töltenek be a biomonitorozásban (Conti és Cecchetti 2003) és a toxikus mennyiségű fémmel szennyezett vizek biológiai tisztításában (Gong et al. 2005). Azt, hogy egy adott taxont mint bioindikátor fajt, vagy mint toxikus vegyületek biológiai eltávolításában használt fajt lehet alkalmazni, az adott faj toxikus vegyülettel szembeni érzékenysége, tűrőképessége határozza meg (Monteiro et al. 2010). Ahhoz, hogy egy faj tűrőképességét fel lehessen térképezni, széles toxin koncentráció-határok között érdemes megvizsgálni az adott faj növekedésében, morfológiájában, enzimaktivitásában bekövetkező változásokat. Az így kapott eredmények tükrében lehet eldönteni, mire lehet alkalmas a kérdéses taxon. Különböző fémek jelenlétében az egyes algataxonok anyagcseréjében, enzimaktivitásában bekövetkező változások jól tükrözik az adott taxon adott fémre vonatkoztatott tűrőképességét. Az általunk vizsgált M. pusillum esetében azt tapasztaltuk, hogy cink hatására, koncentrációtól függően, akár 80%-kal is nőhet a TBA reaktív vegyületek mennyisége a kontroll tenyészethez képest, azaz a cinkionok 20 mgxL" 1 koncentráció felett a növekedésgátláson túl fokozott lipid peroxidációt eredményeznek. Li és munkatársai (2006) a Pavlova viridis (többek között) cink ionok hatására bekövetkező TBARS koncentrációjának változását vizsgálták 15 napos időintervallumban. Azt tapasztalták, hogy a cink ionok (6,5 mgxL" 1) akár 76%-kal is megnövelhetik a TBARS mennyiségét. Tripathi és munkatársai (2006) egy Scenedesmus faj rövid (6 h) és hosszútávú (7 nap) oxidatív-stressz során bekövetkező enzimtermelését vizsgálták különböző réz és cink koncentrációk mellett. Azt tapasztalták, hogy a fémionokkal való kezelés hatására emelkedett a lipid peroxidáz aktivitás fokozódására utaló TBA reaktív vegyületek koncentrációja. Összevetve eredményeinket az irodalmi adatokkal elmondható, hogy az általunk használt laboratóriumi törzs cink-tűrőképessége a lipid peroxidációs eredményeket figyelembe véve magasabb, mint a P. viridis-é, vagy a vizsgált Scenedesmus fajé. A fotoszintetius pigmentek arányának változása az általunk vizsgált M. pusillum esetében azt sugallja, hogy reakciócentrumok, illetve a fénygyűjtő komplexek klorofill-tartalma érzékenyebben reagál a cink jelenlétére, mint a feofitin-tartalom. Qian és munkatársai (2009) Chlorella vulgaris esetében tapasztalták az antenna komplexek fokozottabb degradációját oxidatív stressz során. Nemcsak az algasejtek anyagcseréje, hanem ezzel szoros összefüggésben a sejtek alakja, mérete, ill. laboratóriumi kísérleteknél a tenyészetek állaga is megváltozhat toxinok jelenlétében. Az általunk vizsgált M. pusillum sejtek ugyan már 0,2 mgxL"' cink koncentráció hatására csomókba álltak össze, azonban a tenyészetek növekedésben változás csak a 10 mgxL" 1 koncentrációnál magasabb fém-koncentrációval kezelt tenyészetekben következett be. Ezekben a tenyészetekben megnőtt a deformálódott sejtek aránya is. Gold és munkatársai (2003) kovaalga fajok kolonizációját vizsgálva a Fragilaria capucina gracilis (mint gyakori faj) kovavázában bekövetkező változásokat is figyelemmel kísérték. Megfigyelték, hogy az erősen szennyezett, ill. már a kevésbé szennyezett mintavételi helyeken is megjelennek abnormális felépítésű sejtek, melyek a kontroll mintavételi helyről teljesen hiányoznak. Morin és munkatársai (2006) szintén kovaalgák vázában bekövetkező változásokat vizsgáltak délnyugat-franciaországi folyókban. Ők is azt tapasztalták, hogy a szennyezett területeken abnormális felépítésű algavázak jelentek meg. Esetünkben a deformált sejteket tartalmazó tenyészetekben a deformáció jellege azt sugallja, hogy a cink a sejtek osztódására lehet hatással, ennek bizonyítása azonban további vizsgálatokat igényel, ahogyan annak felderítése is, hogy a tápoldatba adagolt cinkionok mekkora hányada adszorbeálódott a sejtek felületén, illetve mennyi került felvételre a sejtek által. Megállapítható, hogy az általunk izolált és laboratóriumban fenntartott M. pusillum törzs cink-tűrőképessége igen magas (az EC 5 0 értéke 10 és 20 mgxL" 1 közé tehető), így a faj nem tekinthető jó bioindikátornak, azonban jelentős szerepet játszhat a továbbiakban vizsgálni kívánt biológiai fémmentesítési alapkutatásokban. Amennyiben bebizonyosodik, hogy jelentős mennyiségű fémet köt meg a felszínén, vagy vesz fel a tápoldatból, nagyobb léptékű biotechnológiai hasznosíthatóságának kérdése is felmerülhet. Köszönetnyilvánítás A tanulmány az Országos Tudományos Kutatási Alap (SAB81459) támogatásával készült. Irodalom Baum, A., Ledin, A., Reitzel, L.A., Bjerg, P.L., Christensen, T.H. (2004) Xenobiotic organic compounds in leachates from ten Danish MSW landfills —chemical analysis and toxicity tests. Water Resources 38: 3845-3848. Conti, M.E., Cechetti, G. (2003) A biomonitoring study: trace metals in algae and mollusks from Tyrrhenian coastal areas. Environmental Research 93: 99-112 Conti, M.E., Iacobucci, M., Cechetti, G. (2007) A biomonitoring study: trace metals in seagrass, algae and molluscs in a marine reference ecosystem (Southern Tyrrhenian Sea). International Journal and Environmental Pollution 29: 308-332. Felföldy, L. (1987) A biológiai vízminősítés. 4. kiad. In: Vízügyi Hidrobiológia 16. - VGI, Budapest, 258 pp. Franqueira, D., Orosa, M., Torres, E., Herrero, C., Cid, A. (2000) Potential use of flow cytometry in toxicity studies with microalgae. Science of the Total Environmental 247: 119-126. Geoffroy, L., Frankart. C., Eullaffroy, P. (2004) Comparison of different physiological parameter responses in (Lemma minor) and (Scenedesmus obliquus) exposed to herbicide flumioxazin. Environmental Pollution 131: 233-241 . Gold, C., Feurtet-Mazel, A., Coste, M., Boudou, A. (2003) Impacts of Cd and Zn on the Development of Periphytic Diatom Communities in Artificial Streams Located Along a River Pollution Gradient. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 44: 189-197. Gong, R., Ding, Y., Liu, H., Chen, Q., Liu, Z. (2005) Lead biosorption and desorption by intact and pretreated Spirulina maxima biomass. Chemosphere 58: 125-130. Li, M., Hu, C., Zhu, Q., Chen, L., Kong, Z., Liu, Z. (2006) Copper and zinc induction of lipid peroxidation and effects on antioxidant enzyme activities in the microalga Pavlova viridis (Prymnesiophyceae). Chemosphere 62: 565-572. Monteiro, C.M., Marques, A.P.G.C., Castro, P.M.L., Malcata, F.X. (2010) Characterization of Desmodesmus pleiomorphus isolated from a heavy metalcontaminated site: biosorption of zinc. Water, Air and Soil Pollution 208: 17Morin, S., Coste, M. (2006) Metal-induced shifts int he morfology of diatoms from Riou Mort and Riou Vioi streams (South West France). Arch. Hydrobiol. Suppl. 97-101.
