A kagyló filtrációja a Balatonban

Tihanyban, a parti kőszórás mentén 2005-ben három alkalommal (május, július, szeptember) begyűjtött állatokat a héjukra rakódott algáktól megtisztítottam, lemértem hosszukat és tömegüket, majd elkülönítettem az eltérő mérettartományba tartozó vándorkagylókat (nagy:

1,3-1,5 cm, kicsi: 0,8-1 cm). A Balatonból származó vizet GF/F üvegszűrőn (Whatman, pórusátmérő 1 µm) algamentesre szűrtem, 200 ml-es lombikokba öntöttem, levegőztetővel láttam el, minden esetben ugyanakkora befuvatás mellett, mivel az áramlás hatással van a tisztítási rátára (Ackerman, 1999). Az állatokat (15 db) lombikokba helyeztem és egy napig termosztátban adaptáltam, meghatározott, a Balatonnal megegyező, az adott évszaknak megfelelő (8, 15, 24 ºC) vízhőmérsékletet biztosítva.

A két mérettartományba tartozó kagylókat az adaptációs hőmérséklettel megegyező, friss, sejtmentesre szűrt balatonvízből készített, meghatározott (terepi mérések − lásd 4.4.

fejezet), előkísérletek, irodalmi adatok figyelembevételével: 4-60 x 10⁶ sejt l^-1) töménységű (200 ml térfogatú), saját tenyésztésű Selenastrum capricornutum és Chlamydomonas spp. algakultúra (12. kép) szuszpenzióba helyeztem (3 darab kagyló lombik^-1).

12. kép. Selenastrum capricornutum és Chlamydomonas spp. algatenyészetek

A lombikokat termosztátba tettem, egyenként levegőztetővel láttam el, majd 3 párhuzamos mintát vettem, lombikonként 6 ml-t (2-2 ml-t a lombik három különböző pontjáról) a kísérlet kezdetén, majd a filtráció kezdetét követően (aktív szűrés: a héj nyitott, a szifók jól láthatók) 1 óra elteltével. Nyomon követtem az egységnyi idő alatt (1 óra) kiszűrt és felvett algák mennyiségét. A kísérlet során a balatoni vándorkagyló tisztítási rátáját tanulmányoztam indirekt filtrációs módszerrel (lásd Riisgard, 2001), valamint vizsgáltam, mely paraméterek befolyásolják a rátát. A tisztítási ráta alatt azt a vízmennyiséget értjük, amelyből a kagyló időegység alatt eltávolítja a lebegőanyagokat. A tisztítási ráta számításához Coughlan (1969), majd Gifford (1993) által leírt összefüggéseket alkalmaztam, hasonlóan, mint Fanslow és mts. (1995), Reeders és mts. (1989):

ln C’₂- ln C₁ g = k

-t₂- t₁

Rövidítések:

CR= tisztítási ráta (víztérfogat ind^-1h^-1);

V = az inkubációs kamra térfogata (térfogat);

N = az inkubált állatok száma az inkubációs kamrában (állat x térfogat^-1);

k = a táplálék szaporodási rátája a lombikban (1 t^-1);

g = táplálékfogyasztási ráta (1 t^-1);

C₁= kezdeti táplálék koncentráció (egyed térfogategység^-1);

C₂= táplálék koncentráció a kontrollban az inkubáció végén (egyed térfogategység^-1);

C’₂ = táplálék koncentráció az állatokat tartalmazó kamrában az inkubáció végén (egyed térfogategység^-1);

t₂- t₁= inkubációs idő (óra)

ln C₂- ln C₁ k =

t₂- t₁ V x g

CR = N

A szűréssel kapcsolatos ráták definíciója eltér az egyes szerzőknél, akik számos esetben nem tesznek különbséget a tisztítási és a filtrációs ráta között (Fanslow és mts., 1995; Walz, 2007). Riisgard (2001) szerint a tisztítási ráta, saját definíció szerint csak bizonyos speciális feltételek mellett egyezik meg a filtrációs rátával, mégpedig attól a kritikus szívási sebességtől számítva, amikor filtrációs ráta állandósul. Ezzel szemben Lei és mts.-nak (1996) definíciója szerint a filtrációs ráta a kagyló által időegység alatt felvett részecske mennyisége (mg h^-1), a tisztítási ráta pedig a kagyló kopoltyúján időegység alatt átáramló víz mennyisége (ml h^-1).

Abban az esetben, ha nincs pszeudofécesz termelés, a filtrációs ráta megegyezik a táplálékfelvételi, tisztítási rátával, mint ahogy azt az elvégzett kísérleteink során is tapasztaltuk.

Mindkét algatenyészet esetében előzetesen hígítási sort készítettem, mely zavarosság mérésen (750 nm hullámhosszon 1 cm-es küvettában), algaszám (fordított plankton mikroszkóppal történt 40-szeres nagyítás mellett, 2 ml-es ülepítő kamrákban), alga egyedszám és biomassza (Counter algaszámoló szoftverrel) meghatározáson alapult.

2006-ban a filtrációs kísérletet megismételtem a leírt szűrési kísérletek során szerzett tapasztalatok alapján némiképp módosítva a már leírt protokolon. 2006 októberben Tihanyban a part mentén begyűjtött állatokat laboratóriumi körülményekhez adaptáltam (az előző kísérletekhez képest hosszabb volt az adaptálás, 3 hét). A kagylókat kisebb méretű kövekre telepítettem (13a., b. kép), hogy a kísérlet előtt ne érje stressz az állatokat a bisszuszfonál elszakítása miatt.

13. kép. Az új szűrési kísérlet beállításai. A kövekre telepített állatok (a, b), az ezt követő kísérlet (c), majd az algák kiülepítése (d).

a. c.

b.

d.

A kísérleteket (13c. kép) 2006 decembere és 2007 márciusa között végeztem. A sejtmentesre szűrt balatonvízből meghatározott töménységű (13d. kép), 200 ml térfogú Chlamydomonas sp. alga szuszpenzióba, négy mérettartományba (1,7 cm, 1,3 cm, 0,7 cm és 0,3 cm) tartozó vándorkagylókat (3-30 ind lombik^-1) helyeztem. A lombikokat egyenként levegőztetővel láttam el, majd 3 párhuzamos mintát vettem, lombikonként 15 ml-t (5-5 ml-t a lombik három különböző pontjáról) a kísérlet kezdetén, majd a filtráció megkezdését követően egy óra elteltével. A kísérletet 10 ºC, 15 ºC, 20 ºC-on a Balatonnak megfelelő alga koncentrációk (1-5 x 10⁶ sejt l^-1) mellett végeztem, a korábbinál nagyobb ismétlésszámban és több párhuzamban.

A vándorkagyló populáció összetétele a Balatonban évszakosan változik (lásd 4.1., 4.2., 4.3. fejezet) és többnyire kisebb, nem kifejlett állatok dominálnak, irodalmi adatok alapján pedig a különböző mérettartományú vándorkagylók tisztítási rátája szignifikáns eltérést mutat (Morton, 1971; Walz, 1978a; Kryger és Riisgard, 1988; Reeders és mts., 1989; Lei és mts, 1996; Horgan és Mills, 1997; Ackerman, 1999). Ezért terjesztettem ki a vizsgálatokat különböző mérettartományú állatokra. Így az év különböző szakaszában eltérő méretösszetételű vándorkagyló populáció figyelembevételével kalkulálhattam a tisztítási rátát, hogy pontosabb képet kapjak a vándorkagyló Balatonban betöltött szerepéről.

1994-től 2005-ig a Balatonban az aktuális vízszint, a megtelepedésre alkalmas felületek (nád, parti kőszórás, beton, mólócölöp, horgászstégcölöp), a vándorkagyló biomassza, a vízhőmérséklet és a kagyló tisztítási rátája ismeretében kalkuláltuk a vándorkagyló filtrációs kapacitását. A kalkulációk a filtrációs kísérletekre és mintavételekre és a megtelepedésre alkalmas felületekre vonatkozó adatainkon alapulnak (lásd Muskó és mts., 2007; G.-Tóth, 2005).

Dr. G.-Tóth László a víz alatti felületek becsléséhez az első lépésben 84 darab, a teljes partvonalat bemutató, 40 x 40 cm felbontású, 2002 júniusában készült légi ortofotóról (Eurosense Kft. Ltd., Székely és Társa, Pécs) COLIM Image Analysis programmal (Pictron Computer és Videotechnics Ltd., Budapest) lemérte a kőszórásos, betonozott, nádassal szegélyezett partok hosszát és megmérte a nádasok (turzásvonal előtt, mögött és babás nádas) kiterjedését, valamint megszámolta a horgászstégeket és a bemenő pallórendszereket. Az adatokat a 84 ortofotó kódjai szerinti partszakaszoknak megfelelően az Országos Vetületi Rendszerbe konvertált Balaton térképre vitte és tárolta (G.-Tóth, 2005). A kőszórásokban a kövek négyzetméterenkénti számát és felületét 12 ezer kőmintán image analízissel határozta meg 14 reprezentatív helyen. A nád

felületét 100 nádszál hajtássűrűséggel és 9 mm hajtásátmérővel kalkulálta Lakatos (szóbeli közlés) nyomán. A stégek és mólók cölöpvastagságát a helyszínen mérte. A mindenkor víz alatt álló, illetve apadás esetén szárazra kerülő partszakaszok figyelembevételéhez a kőszórások lábazatát, a nádasok maximális kolonizációs mélységét 14 helyen a helyszínen mérte, a legalacsonyabb vízállásoknál, illetve a nádasoknál az OFTH 1972-es 1:10000 arányú bathymetrikus Balaton-térképéről becsülte. A víz alá eső mesgyehosszokat szögfüggvényekkel határozta meg. Végül a víz alatti felületek alakulását az apadással modellezte és 11 évre visszamenően hetenkénti átlagos vízszintekhez extrapolálva adta meg.

A Balaton köves parti zónájának két rétegéből (vízfelszín közeléből és mederfenék közeléből) kapott kagyló biomassza adatokat átlagoltuk, s mintavételi helyenként éves átlagokat képeztünk. Ezeket az adatokat vittük rá a hetente kiszámított víz alatti felületek (parti kőszórás, beton, mólócölöp, horgászstégcölöp) adataira, a nádon mért vándorkagyló egyedsűrűség adatokat pedig az aktuális nádszál adatokkal arányítottuk.

A bevonat mintákat Keszthelynél, Szigligetnél, Tihanynál és Balatonalmádinál vettük, a medencénkénti értékek kalkulálásánál a szemesi medence értékeit a szigligeti és a tihanyi átlagából kaptuk meg, a tihanyi értékeket Tihany és Balatonfüred térségére vonatkoztattuk, a Siófoki medence további részénél a balatonalmádi adatokat használtuk fel. A déli partvonalra is ezeket az adatokat használtuk fel, medencénkénti bontásban. 1994-2000 közötti és a 2005. évi kalkulációknál a 2005. évi adatokat használtuk (magas vízállás), a 2001-es és 2004-es évekhez a 2004. évi adatokat (közepes vízállás), a 2002 és 2003. évekhez a 2003. évi adatokat (alacsony vízállás).