Hidrológiai Közlöny, 2016 (96. évfolyam)
2016 / Különszám - Tugyi Nóra, Vörös Lajos, Boros Emil, Felföldi Tamás, Márialigeti Károly, Máthé István, Somogyi Boglárka: Szélsőséges környezeti paraméterek formálta mikrobiális közösség egy helioterm tóban (Medve-tó, Szováta)
Tugyi N. és társai: Szélsőséges környezeti paraméterek formálta mikrobiális közösség egy helioterm tóban 97 Az általunk vizsgált szovátai Medve-tavat Európa legnagyobb heliotermikus tavaként tartják számon, amely 1875 óta gazdagítja Erdély különleges tavainak körét. A tavat kb. 3 méteres mélységben a váltóréteg, az ún. haloklin osztja két részre. A haloklin réteg alatt egy nem felkeveredő túltelített sóoldat (monimolimnion), míg a haloklin feletti egy kisebb sótartalommal jellemezhető, felkeveredő vízréteg, a mixolimnion helyezkedik el {Nagy és társai 2014, Máthé és társai 2014). A tavat előszeretettel látogatják fürdőzés céljából, emiatt a rétegződés fürdőszezonban (június végétől szeptember 15-ig) erős zavarásnak kitett {Alexe 2008). Korábban elsősorban DNS-alapú molekuláris biológiai módszerekkel vizsgálták a Medve-tóban a mikroba közösség összetételét {Nagy és társai 2015, Máthé és társai 2014). Ezen vizsgálatok során mélységi a-klorofill illetve c- bakterioklorofill csúcsok jelenlétét írták le, az előbbiben a zöldalga Picochlorum oklahomensis, az utóbbiban a Prosthechochloris vibrioformis zöld kénbaktérium dominanciával. Emellett molekuláris filogenetikai módszerekkel igazolták egy tengeri pikocianobaktérium csoport {Synechococcus VIII. klád) képviselőinek jelenlétét {Mentes és társai 2014). Azonban a teljes fitoplankton összetételéről (piko-, nano- és mikroplankton) illetve az egyes fototróf taxonok dominancia viszonyairól csak kevés ismerettel rendelkezünk. Az Erdélyi-medence hipersós tavainak algológiai vizsgálata során (amely nem érintette a szovátai Medvetavat) a 2-3 pm-nél kisebb sejtekkel rendelkező pikoalgák dominanciáját mutatták ki {Somogyi és társai 2014). A vizsgált tavakban a pikoalgák maximális abundanciája meghaladta a 7 millió sejtet miiliterenként, részesedésük a teljes fitoplankton biomasszából pedig elérte akár a 90- 100%-ot is. A fitoplankton összetételében jellegzetes változásokat írtak le a sókoncentráció növekedésével: amíg a kisebb sótartalmú (< 5%) felszíni régiókban a pikocianobaktériumok uralkodtak, addig a pikoeukarióta zöldalgák egészen 19 %-os sótartalomig jelen voltak, de dominánssá csak 3 és 13% között váltak. 13%-os sótartalom felett már csak egy ostoros zöldalga taxon fordult elő tömegesen {Dunaliella salina) {Somogyi és társai 2014). CÉLKITŰZÉS Célunk volt a helioterm Medve-tóban élő fényhasznosító (fototróf) mikroba közösség összetételének és mennyiségi viszonyainak megismerése a fizikai és kémiai tényezők változásának tükrében. Továbbá célkitűzésünk volt az intenzív fürdőzés a tó fizikai, kémiai viszonyaira, valamint a fototróf mikrobiális közösség összetételére gyakorolt hatásának feltárása. ANYAG ÉS MÓDSZER A Medve-tóból 2015-ben két alkalommal történt mintavétel a fürdőszezon előtti időszakban (május) és a fürdőszezon idején (július). Mindkét esetben a tó közepén jelöltük ki a mintavételi pontot. A helyszínen különböző vízmélységekben mértük a hőmérsékletet, a pH-t, a fajlagos elektromos vezetőképességet (WTW P8211 terepi műszer), az oldott oxigén koncentrációt (Hach HQ20 terepi műszer), valamint a fotoszintetikusán aktív sugárzás mennyiségét Li-COR radiométerrel. A sókoncentráció értékeket a mért fajlagos elektromos vezetőképesség értékek alapján kalkuláltuk Williams és társai (1988) szerint. A laboratóriumi mérések során meghatároztuk a fototróf szervezetek számára alapvető fontosságú tápelemek koncentrációját: a nitrát-nitrogén (N03-N), az ammónia-nitrogén (NH4-N), az urea-nitrogén (urea-N) és az összes nitrogén (TN) koncentrációt Eaton és társai (1995) szerint, az oldott reaktív foszfor (SRP), valamint az összes foszfor (TP) koncentrációt Murphy és Riley (1962), valamint Mackereth és társai (1989) szerint. A pigmenteket forró metanolban extraháltuk, majd az a- klorofill koncentrációt a 666, 653 és 750 nm-en mért (Németh 1998), a c-bakterioklorofill koncentrációt a 667 nm-en mért abszorbancia értékek (Castenholz és társai 1973) alapján határoztuk meg Hitachi U-2900 spektrofotométerrel. Az a-bakterioklorofill koncentrációt ace- tommetanol 7:2-es elegyében történt extrahálást követően a 775 nm-en mért abszorbancia értékek alapján határoztuk meg Hitachi U-2900 spektrofotométerrel (Biel 1986). Minthogy az a-klorofill és c-bakterioklorofill szerves oldószerben fotométer segítségével nem különíthető el, a vízminták in vivo abszorbciós spektruma alapján határoztuk meg azt a vízmélységet, ahol egyik vagy a másik pigment dominált. A fototróf szervezetek abundanciáját, összetételét fordított plankton- és epifluoreszcens fénymikroszkóp segítségével állapítottuk meg. A nano- és mikrofitoplankton képviselőit fordított plankton mikroszkóppal, Lugol- oldattal fixált mintákban (Utermöhl 1958), míg a bakteriális méretű fototróf szervezeteket fagyasztott vízmintákban vizsgáltuk, a mintavételt követő 48 órán belül. A szobahőmérsékletű vízmintákat 0,2 um átmérőjű fehér polikarbonát membránfilterre (Millipore) szűrtük, majd a filtert glicerinbe ágyaztuk. A preparátumokat Olympus BX51 epifluoreszcens mikroszkóppal vizsgáltuk lOOOx- es nagyítással, a sejtek detektálása autofluoreszcenciájuk alapján történt. Először a pikocianobaktériumokat és a pikoeukariótákat azonosítottuk kékesibolya (U-MWBV2) és zöld (U-MWG2) gerjesztőfény segítségével, a látható fényt érzékelő mikroszkóp kamerával (Olympus DP71) Maclsaac és Stockner (1993) szerint. A következő lépésben a bakterioklorofill-tartalmú baktériumokat detektáltuk kék gerjesztő fényt alkalmazva (350-550 nm), infravörös emissziós filter (> 780 nm) és infrakamera (Olympus XM10) segitségével. Az abundancia meghatározására a Cell1’ szoftver segítségével került sor. EREDMÉNYEK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK A tó fizikai és kémiai rétegződése A májusi (fürdőszezon előtti) mérések során a korábban leírtakhoz (Máthé és társai 2014) hasonló vertikális rétegződést figyeltük meg. A fajlagos elektromos vezető- képesség a vízfelszínen kisebb volt (20 mS cm'1), majd a mélység növekedésével egészen a haloklin aljáig (3 méter) nőtt (l a ábra, 1. táblázat). Az alsó rétegben (monimolimnion) a vezetőképesség meghaladta a 300 mS cm'1 értéket (> 300 g L'1 NaCl koncentráció, amely telített sóoldatnak felel meg). Ez a rétegződés jelentős mértékű heliotermiával párosult: a felső vízrétegekben mért 20°C-os vízhőmérséklet 1 méter mélyen 39 °C-ra nőve-
