Hidrológiai Közlöny, 2016 (96. évfolyam)
2016 / Különszám - Anda Dóra, Makk Judit, Krett Gergely, Márialigeti Károly, Mádl-Szőnyi Judit, Borsodi Andrea: A Molnár János-barlang víz és biofilm bekteriumközösségei
Anda D. és társai: A Molnár János-barlang víz és biofilm baktériumközösségei 5 tatta a legnagyobb szekvencia egyezést. A BTK szintén északi rendszeréhez tartozó Széchenyi termálfürdőt ellátó szulfidban gazdag városligeti karsztkút 73,7°C-os vizének baktériumközösségében szintén ugyanez a filotípus volt domináns a 16S rRNS gén alapú molekuláris vizsgálatok alapján (Anda és társai 2015). A barna és fekete biofilm minták színűket feltehetően a vas- és mangán-hidroxidos kiválásoknak köszönhetik. A BTK biofílm minták magas vas-oxid tartalmát elemanalízis vizsgálatok és Mössbauer spektroszkópiás vizsgálatok is bizonyítják (Kuzmann és társai 2014, Dobosy és társai 2015). A mikroorganizmusok által közvetített kénvegyület oxidáció és redukció mellett metanogenezis, valamint fém-oxidáció és redukció is végbemehet a barlangokban. A baktériumok képesek oxidálni a Fe(II)-t és Mn(II)-t, így megváltoztathatják a különböző kőzetek felszínét és vas-mangános lerakódásokat hozhatnak létre a barlangok falán (Erőss 2010, Carmichael és társai 2013). A barna biofdmből létrehozott klóntárban (MJBB) a Chloroflexi törzs dominanciáját (33,5%) mutattuk ki. A törzs képviselői között nagy arányban fordultak elő a termofil, kemoheterotróf Ardenticatena maritima faj képviselői, melyet Japánból egy vasban gazdag hidrotermális területről írtak le először ( Kawaichi és társai 2013). A fakultatív anaerob Thermoflexus hugenholtzii és a szigorúan anaerob anyagcserét folytató, fonalas szerveződésű Bellilinea caldifistulae fajok képviselői szintén jelentős arányban fordultak elő a molekuláris kiónok között. Utóbbi faj a városligeti kút kivezető csövének biofilmjében szintén dominánsnak bizonyult (Anda és társai 2015). A Molnár János-barlangból származó barna biofilmben a különböző termofil szulfát-redukáló szervezetekkel, úgymint a Desulfuromonas, a Desulfomonile (Deltaproteobacteria), a Thermanaeromonas (Firmicutes) és a Thermodesulfovibrio (Nitrospirae) nemzetségek képviselőivel nagyfokú szekvencia egyezést mutató molekuláris kiónok is megjelentek. A BTK-hoz tartozó Rudas-Török forrásbarlang biofilmjét szintén dominánsak voltak a kén- és szulfát-redukáló deltaproteobaktériumok (Borsodi és társai 2012). Ezen kívül viszonylag magas arányban jelentek meg egyéb kénbaktériumokkal (Thiothrix, Thermodesulfobacteria), valamint a vasredukáló Geothermobacterium ferrireducens fajjal rokon szekvenciák is a Rudas-Török forrásbarlangban. A Molnár János-barlangból származó barna biofilmet molekuláris klónozással már korábban is vizsgálták (Borsodi és társai 2012). A 2009 márciusi mintavétel alapján a kiónok többségét ekkor a termofil aerob és anaerob Firmicutes törzs baktériumai alkották. E törzs képviselői a 2012-es mintából származó klóntárak esetében is jelentősnek bizonyultak (1. ábra). A 2012-ben domináns Chloroflexi törzs a 2009-es mintában szinte alig volt kimutatható (2,8%). A 2009-es mintavétel során is jelen voltak, bár kisebb arányban a kén biogeokémiai ciklusának különböző redoxreakcióiban szerepet játszó baktériumok. A barlangi biofílm minták bakteriális közösségszerkezetében megfigyelhető különbségek feltehetően a mintavételi helyek közti eltérő hőmérsékleti és áramlási viszonyokkal magyarázhatók. A fekete színű biofdmből készített klóntárban (MJBF) a Gammaproteobacteria (47,7%) osztályhoz tartozó mérsékelten halofil és obiigát metilotróf Methylohalomonas lacus faj képviselőinek dominanciáját mutattuk ki, melyet az orosz Kulunda sztyepp egy hiperszalin kloridos, szul- fátos tó üledékéből írtak le (Sorokin és társai 2007). A metilotróf szervezetek dominanciáját írták le Chen és társai (2009) is a Movile-barlangból (Románia). A metilotrófok metil-csoportot tartalmazó Cl vegyületeket hasznosítanak energia- és szénforrásként. Az elektrondonorként való hasznosítás során formaldehid, majd C02 képződik, melyeket különböző asszimilációs útvonalakon építenek be sejtjeik szerves anyagaiba (Green és Bousfield 1982). Az MJBF klóntárban a második legnépesebb csoportot a Nitrospirae törzsbe tartozó kiónok tették ki. A termofd nitrit-oxidáló baktériumok (Nitrospira nemzetség) gyakran fordulnak elő különböző forrásbarlangokban, így a BTK Diana-Flygieia forrásának víz és biofilmjében is dominánsnak bizonyultak (Anda és társai 2014). Az MJBF kiónok a széles körben elterjedt Nitrospira moscoviensis illetve az anaerob metanotrófiával kapcsolt nitrit- és nitrát-redukcióra is képes Candidatus Methylomirabilis oxyfera baktériumfajokkal mutatták a legnagyobb szekvencia egyezést (Bonch-Osmolovskaya 2012). Mádl-Szönyi és Tóth (2015) rámutattak, hogy a fedett és fedetlen karsztok peremterületein megcsapolódó medence-eredetű fluidum komponens, felelős a termálforrások rádium tartalmáért, mely rádium tartalom a BTK forrásaiból is régóta ismert (Erőss és társai 2012). A Molnár János-barlang különleges képződményei a man- gános bevonattal borított barit kristályok, melyek rádium megkötésére is képesek (McCready és Krouse 1980). A különböző szulfát-redukáló baktériumok, melyek nagy arányban találhatóak meg a Molnár János-barlang biofilm mintákban, képesek Ba2+ és 226Ra2+ leadása mellett, a szulfátot H2S-re redukálni. (Ba,Ra)S04 ^226Ra2+ + Ba2+ + FLS A különböző baktériumok, így akár a Molnár János- barlangban előforduló baktériumok is, befolyásolhatják a radionuklidok jellegét és migrációs viselkedését a területen. ÖSSZEFOGLALÁS A Molnár János-barlangból származó biofilm és víz mintákból tenyésztésen alapuló vizsgálatokat végeztünk illetve molekuláris klóntárakat hoztunk létre a baktériumközösségek összetételének megismerése és összehasonlítása céljából. A tenyésztésen alapuló vizsgálatokkal fekál indikátorokat mutattunk ki, melyek megjelenése a barlangvízben egyértelműen emberi tevékenység, feltehetően szennyvízeredetre utal. A molekuláris kiónokkal legközelebbi rokonságban lévő fajok anyagcsere tulajdonságai alapján feltételezhető, hogy a Molnár János-barlangban kialakult biofilmekben és a barlang vizében előforduló baktériumközösségek tagjai a szerves anyagok lebontása mellett részt vesznek a szulfát és a vas (III) redukciós folyamataiban, illetve fontos szerepet tölthetnek be a nitrogén ciklusban is.
