Laboratóriumi zöldalga és cianobaktérium tenyészetek szaporodására kifejtett UV-

A Mosonmagyaróvári Alga Törzsgyőjteménybıl származó törzsekkel végzett kísérletekbıl levonható általános következtetések megerısítik és egyben ki is egészítik a témával foglalkozó publikációk megállapításait.

Eszerint az UV sugárzás tekintélyes mértékben hozzájárulhat a zöldalgák és cianobaktériumok szaporodásának gátlásához, melynek jellege nagyban függ a szóban forgó faj, tenyészet érzékenységétıl, az UV sugárzás összetételétıl, valamint az UV és a PAR sugárzás intenzitásának arányától.

A csak PAR sugárzással kezelt tenyészeteknél 250 µmol·m^-2·s^-1-nál a szaporodás intenzitása nagyobb volt, mint 85 µmol·m^-2·s^-1 alkalmazásakor, vagyis fényoptimumuk közelebb áll a 250 µmol·m^-2·s^-1-os értékhez. E megállapításunk összhangban van a korábban vizsgált Desmodesmus armatus-nál talált eredményekkel, ahol a szaporodás az alkalmazott öt PAR intenzitás közül 200 µmol·m^-2·s^-1-nál érte el maximumát. Természetesen elképzelhetı, és valószínősíthetı, hogy a szaporodáshoz optimális fényintenzitás a vizsgált törzsek között eltérést mutat, de nem ennek megállapítása volt vizsgálatunk elsıdleges célja.

Az UV sugárzás szaporodást befolyásoló hatásával kapcsolatban azt találtuk, hogy az általunk vizsgált zöldalgák az esetek többségében a cianobaktériumokhoz viszonyítva nagyobb UV-rezisztenciával rendelkeznek. Ez a rezisztenciabeli különbség több aspektusban is tetten érhetı. Pusztán a szaporodási görbéket szemügyre véve jól látható, hogy UV sugárzás jelenlétében a tenyészetek kezdeti késési fázisa megnyúlt, ami arra utal, hogy a vizsgált törzseknek több idıbe telt az akklimatizálódás, mint UV-mentes környezetben. Zöldalgáknál az alkalmazott UV-A sugárzás hatása elsısorban ebben a jelenségben nyilvánult meg, mely a hozzáadott

UV-B sugárzás hatására tovább fokozódott, de az alkalmazkodás folyamata változatlanul bekövetkezett. Az alkalmazkodás tényét alátámasztó exponenciális fázis a PAR+UV-A+UV-B kezelésben az MACC-534-es Coenochloris törzsnél jelentkezett a legmarkánsabban, ami azt sugallja, hogy ez a törzs nagyfokú UV-B rezisztenciával rendelkezik. A vizsgált Chlorella és Scenedesmus törzs némileg alacsonyabb alkalmazkodási képességőnek bizonyult, melyektıl azonban messze elmaradt az MACC-203-as számú Pseudochlorococcum typicum rezisztenciája. A görbékrıl leolvasható interspecifikus különbségek a számított szaporodási rátákban is megmutatkoztak.

Merıben más kép tárul elénk a négy cianobaktérium törzs eredményeibıl, a hatások a zöldalgáknál változatosabb módon jelentkeztek.

A két fonalas törzs (MACC-277: Cylindrospermopsis raciborskii, illetve MACC-304: Anabaena sphaerica) UV sugárzással szemben kimondottan érzékenynek bizonyult, elıbbi szaporodása elenyészı mértékő volt, míg utóbbinál a késési fázis hossza nıtt meg jelentıs mértékben. Az egysejtő Synechococcus elongatus fıleg 85 µmol·m^-2·s^-1-nál mutatott számottevı UV-érzékenységet, az UV-A és UV-B sugárzás együttesen tartósabb gátlást okozott. A Synechococcus elongatus 250 µmol·m^-2·s^-1 fényintenzitáson tapasztalt UV-rezisztenciájára mélyrehatóbb vizsgálatok hiányában magyarázat jelenleg nem adható, érdemes mégis megjegyezni, hogy Prabha és Kulandaivelu (2002) un. adaptív mutagenezissel sikeresen növelte egy Synechococcus faj UV-B sugárzással szembeni ellenálló képességét.

Hasonló megállapítás tehetı a Microcystis aeruginosa rezisztenciája tekintetében is. Alacsonyabb fényintenzitáson az alkalmazott UV sugárzáshoz való akklimatizálódás több idıt igényelt, a két UV tartomány hatása azonban egyértelmően különbözött. UV-A-val történı besugárzásnál

a megnyúlt késési fázis után a tenyészet intenzív szaporodásnak indult, UV-B sugárzás hozzáadásával ugyanakkor erıteljes és tartós gátlás volt megfigyelhetı.

A cianobaktériumoknál talált alacsony fokú rezisztencia ökológiai szempontból több kérdést is felvet, elsısorban azon törzsek esetében, amelyek szezonálisan, viszonylag rövid ideig, de nagy tömegben is megjelenhetnek felszíni vizeinkben (Cylindrospermopsis raciborskii, Microcystis aeruginosa). Eredményeikbıl egyértelmően arra kellene választ keresni, hogy amennyiben az említett fajok UV sugárzással szemben ennyire érzékenyek, milyen ökofiziológiai folyamat, vagy külsı tényezı nyújt lehetıséget tömeges elszaporodásukra? A vízoszlopban folyó vertikális migráció, vagy mint az a Balaton esetében is oly gyakran elıfordul, a vertikális keveredés kellı védelmet adhat az UV sugárzással szemben, amennyiben a függıleges helyváltoztatásnak köszönhetıen az említett fajok olyan vízmélységbe jutnak, melynél a fényviszonyok még elegendıek a fotoszintézis zavartalan mőködéséhez, de a nagyobb extinkció miatt az UV sugárzás káros hatásai már nem érezhetık.

6.4. Laboratóriumi zöldalga és cianobaktérium tenyészetek fotoszintetikus pigmentjeire gyakorolt UV-hatások

Kísérleteink során a tenyészetek klorofill-a tartalmára – a szaporodás esetében tapasztaltakhoz hasonlóan – a vizsgált zöldalga törzseknél egységes képet kaptunk, a cianobaktériumoknál nagyfokú változatosságra leltünk. Elıbbiek esetében általában véve megállapíthatjuk, hogy törzstıl és kezeléstıl függetlenül alacsonyabb, 85 µmol·m^-2·s^-1 PAR intenzitáson a klorofill-a szárazanyagra vonatkoztatott mennyisége meghaladta a 250 µmol·m^-2·s^-1-on szaporított tenyészetek klorofill-a tartalmát. További

általános érvényő észrevételünk, hogy a klorofill-a UV-A sugárzás okozta csökkenése 250 µmol·m^-2·s^-1 PAR sugárzásnál szignifikánsan nagyobb mértékőnek bizonyult a 85 µmol·m^-2·s^-1-nál kimutatotthoz képest. Az alkalmazott UV-B sugárzás nem váltott ki további szignifikáns csökkenést, kivéve a Pseudochlorococcum typicum-ot, melynél a PAR+UV-A+UV-B kezelésre kapott klorofill-a tartalom a PAR+UV-A kezeléshez viszonyítva 43 %-kal csökkent. Ez a drasztikusan lecsökkent klorofill-a tartalom, mint azt a szaporodásnál is megfigyeltük, a törzs UV-B-vel szembeni gyenge rezisztenciájára utalhat.

Mindezen tendenciaszerően megnyilvánuló összefüggések a cianobaktériumoknál nem voltak kimutathatók. A szaporodás tekintetében is legérzékenyebbnek mutatkozó Cylindrospermopsis raciborskii klorofill-a tartalmának UV sugárzás okozta drasztikus csökkenése bizonyos mértékig a szintén fonalas nitrogénfixáló Anabaena sphaerica-ban is megjelent, azonban az UV-B sugárzás további csökkenést nem okozott. A tesztelt egysejtő cianobaktérium törzsek merıben másképp reagáltak a változó fényviszonyokra, UV-A sugárzás jelenlétében szignifikáns csökkenés nem jelentkezett, sıt, a legtöbb esetben a klorofill-a tartalom emelkedését eredményezte. Ha azonban UV-A és UV-B sugárzás együttesen érte a tenyészeteket, már erıteljes csökkenés volt tapasztalható.

6.5. Az UV sugárzás hatása Klebsormidium sp. (MACC-426)