Hidrológiai Közlöny, 2016 (96. évfolyam)
2016 / Különszám - Aszalós Júlia Margit, Krekk Gergely, Anda Dóra, Mária-ligeti Károly, Nagy Balázs, Borsodi Andrea: Extremofil baktériumközösségek az Olos del Saldo vulkán (Száraz Andok) magashegyi tavainak üledékében
Hidrológiai Közlöny 2016. 96. évf. különszám Extremofil baktériumközösségek az Ojos del Salado vulkán (Száraz-Andok) magashegyi tavainak üledékében Aszalós Júlia Margit*, Krett Gergely*, Anda Dóra*, Márialigeti Károly*, Nagy Balázs**, Borsodi Andrea* *ELTE Mikrobiológiai Tanszék, Pázmány Péter sétány 1/C, 1117 Budapest **ELTE Természetföldrajzi Tanszék, Pázmány P. sétány 1/C, 1117 Budapest Kivonat: A Föld legmagasabb vulkánja, az Ojos del Salado a Száraz-Andokban található, ahol az Atacama-sivatag száraz környezete felnyúlik a magashegyi régióba, létrehozva a Puna de Atacama-fennsík hegyi sivatagát, amit szélsőségesen száraz klíma, extrém mértékű napi hőingás, nagy intenzitású szoláris UV sugárzás és 5600 m fölött örökfagy jellemez. A permafroszt üledék felső deciméterei nyáron felengednek, az ebből származó olvadékvíz a lefolyástalan területeken felgyűlik, és a világ legmagasabban (3770 és 6500 m között) fekvő sekély tavait hozza létre. A 2014 februárjában gyűjtött 11 környezeti minta baktériumközösségeinek szerkezetét a 16S rRNS gén vizsgálatán alapuló molekuláris ujjlenyomat módszerrel (DGGE) hasonlítottuk össze, 6 mintából részletes diverzitás elemzést végeztünk klóntárak létrehozásával. A mintákból összesen 17 filogenetikai törzs képviselőit mutattuk ki, melyek jelenléte és eloszlása a négy különböző tengerszint feletti magasságon fekvő tó között nagymértékben különbözött. A molekuláris kiónok a legnagyobb mértékű egyezést hasonló környezetekből származó, extremofil (pszichrofil, acidofil, alkalofil) baktériumfajok szekvenciáival mutatták, melyek között szervetlen anyagok (vas, kén) oxidálására képes litotróf anyagcseréjű csoportok is előfordultak. Kulcsszavak Ojos del Salado, magashegyi tavak, 16S rDNS, klónozás, extremofilek, baktériumközösségek diverzitása Diversity of extremophilic bacterial communities in sediments of high-altitude lakes of the Ojos del Salado, Dry Andes Abstract Ojos del Salado is the highest volcano on Earth, located in the Dry-Andes, where the arid climate of the Atacama desert reaches up to the high altitude region. This mountain desert, Puna de Atacama is characterized by extreme aridity, broad shifts in daily temperature, intense solar UV radiation and permafrost from 4500 m.a.s.l. The regular thawing of the upper layer of permafrost affects the highest altitude shallow lakes on Earth. 11 sediment samples collected from lakes between 3770 and 6500 m in February, 2014 were analyzed with 16S rRNA gene based molecular biological methods (denaturing gradient gel electrophoresis and clone libraries). Altogether 17 phylogenetic phyla were detected in 6 samples, with radically different ratios per samples from different altitudes. Sequences of molecular clones showed the highest similarity to those derived from cold and arid environments, and most of them were related to extremophilic (psychrophilic, acidophilic, alkalophilic) bacteria with the ability of metabolizing inorganic compounds (Fe, S). Keywords Ojos del Salado, high-altitude lakes, 16S rDNA, molecular cloning, extremophiles, diversity BEVEZETÉS Az Ojos del Salado, a Föld legmagasabb vulkánja, a chileiargentin határon a Puna de Atacama-magasföldön emelkedik. Ezen a területen az Atacama-sivatag száraz klímája a magashegyi régiót elérve hegyi sivatagot hoz létre. A területre a nagy tengerszint feletti magasság miatt erős UV sugárzás és 5600 m felett összefüggő örökfagy, a sivatagi jelleg miatt pedig rendkívüli szárazság (kevesebb, mint évi 150 mm csapadék) és az aprózódott fedőüledék (regolit) felszínén akár 50°C napi hőingás jellemző. Különlegességéhez a vulkáni kísérőjelenségek (fumarolák, meleg vizű források) is hozzájárulnak (Nagy éstársai 2014/a). Ez a szélsőséges, nehezen megközelíthető és emiatt érintetlen terület számos magashegyi tónak ad otthont, melyek között egyaránt előfordulnak idősebb, a szárazság miatt sós vizű, egyre inkább csökkenő méretű tavak (Laguna Santa Rosa, Laguna Verde), valamint a permafroszt fokozatos degradációja során az olvadékvíz felgyülemlésével keletkező sekély tavak (Nagy és társai 2014/b). Utóbbiak között találjuk a Föld legmagasabban fekvő tavait is, ami annak köszönhető, hogy az Andoknál a klimatikus hóhatár 7000 m-en húzódik (Nagy és társai 2014/b). A magashegyi tavak több szempontból szélsőséges, tápanyagszegény élőhelyek, az ilyen a különleges területeken kialakult közösségeket alacsony produktivitás jellemzi, a mikrobiális közösségek összetételét és a különböző fajok abundanciáját elsősorban a tengerszint feletti magassággal összefüggésben változó környezeti paraméterek (főként az átlaghőmérséklet) befolyásolják (Xing és társai 2009, Liu és társai 2006). Az Ojos del Salado tavaiban előforduló baktériumközösségeket a terület elszigeteltsége miatt eddig még nem vizsgálták. Jelen vizsgálatunk célja a különböző tengerszint feletti magasságokban fekvő tavak üledékében található baktériumközösségek diverzitásának feltárása volt. ANYAG ÉS MÓDSZER A mintavétel 2014. februárjában történt öt tó üledékéből a Földgömb-Atacama Klímamonitoring Expedíció során (1. táblázat). A tavak vízhőmérséklete 0 és 36°C között változott. A 36°C-os vízhőmérséklet a tavak környezetében található melegvizes források révén alakult ki, a 7°C- os vízhőmérséklet a nap melegének köszönhető, míg a 0°C-os vízhőmérséklet a tómederben található vízjég
