Második évi (2012) részbeszámoló

Második évi (2012) részbeszámoló A veszélyeztetett biodiverzitás megőrzése a Pannon ökorégióban: az ökológiai, morfológiai és genetikai diverzitás értékelése szentély jellegű és emberi tájhasználatnak kitett élőhelykomplexekben. (Conserving threatened biodiversity in the Pannon Ecoregion: evaluation of ecological, morphological and genetic diversity hotspots and human influenced landscape) című projektben végzett tudományos kutatómunkáról A project azonosítója: OTKA_A_08-1-2009-0051 (CNK80140) 2012. január 13. Bíró Péter akadémikus Vezető kutató

Tartalom - 2010-2011. évi kutatómunka eredményeinek áttekintése - 2012. évi kutatómunka áttekintése eredményeinek áttekintése - 1. sz. melléklet

A project azonosítója: OTKA_A_08-1-2009-0051 (CNK80140) A project címe: A veszélyeztetett biodiverzitás megőrzése a Pannon ökorégióban: az ökológiai, morfológiai és genetikai diverzitás értékelése szentély jellegű és emberi tájhasználatnak kitett élőhelykomplexekben. (Conserving threatened biodiversity in the Pannon Ecoregion: evaluation of ecological, morphological and genetic diversity hotspots and human influenced landscape) A támogatás összege 3 évre 150.000.000,- Ft. A project futamideje (egy év halasztással): 2010-2013 2010-2011. évi eredmények: A fitoplankton diverzitásának vizsgálatát Szigetközi és a Duna alsó szakaszának holtmedreiben és a Balatonban végeztük (vízkémiai elemzések mellett), a taxonómiai elkülönítést követően azok klaszter-analízissel elkülönített funkcionális csoportjain (UPGMA, Gower-index, Shannon-index (H) és egyenletesség (J)). A nyolc funkcionális csoport relatív biomasszájának szezonális változása jellegzetes mintázatot mutat. Szikes tavak pikoalgaflórájának vizsgálatát 13 izolált Choricystis törzsön végezték (öt törzs a Fertőből, nyolc pedig Duna-Tisza közi szikes tavakból (Böddi-, Zab-, Szabadszállási Büdösszékből) származott. A Duna-Tisza közi szikes tavakból izolált törzsek részleges 18SrDNS szekvenciájuk (614 nt) alapján megegyeztek. A Fertőből izolált Choricystis törzsek rbcl szekvenciájuk alapján európai, ázsiai és é-amerikai törzsek közé tartoznak, viszont a Duna- Tisza közi tavakból származók két elkülönült csoportot alkotnak. A hínarak biodiverzitásának vizsgálatához emberi hatásnak erőteljesen (Tolnai Holt-Duna, Püspökerdei Holt-Duna), csekély mértékben (Balaton Keszthelyi-medence, Fadd-Dombori Holt Duna, Balaton Siófoki-medence, Lipóti Morotva-tó) kitett sekély vízi területeket választottunk ki. A Keszthelyi-öböl hínárjai kb. 32 %-kal nagyobbak a Siófoki-öbölbeliekhez képest (7 faj). A Siófoki-medencében a morfológiai variabilitásuk kb. kétszerese a Keszthelyiöbölbeliekhez képest. A Duna holt-medreiben előforduló 17 hínárfaj kémiai összetétele jelentősen eltért egymástól (fajszám, biomassza). A víz klorofill tartalmának növekedésével a morfológiai plaszticitás előbb nő, majd egy adott értéknél a folyamat megfordul és a morfológiai paraméterek fenotipikus plaszticitása visszaesik. A diverzitási indexek (dominancia, Shannon, Simpson, Margalef, Berger-Parker) az élettani adatokból számolt plaszticitáshoz hasonlóan viselkedtek: alacsony klorofill koncentráció magas diverzitást eredményez. A terresztris növények biodiverzitását a MÉTA országos élőhelytérképezés adatállománya szerint választottuk ki (2x2 km 2 ) a természetközeli és féltermészetes élőhelytípusok közül. 2010-ben 4-4 homoki és hegylábi erdősztyepp, valamint egy dolomitvegetáció mintaterületet mértünk fel, összesen 175 felvételt készítettünk el. A növényfajok kiválasztása morfológiai és genetikai diverzitás vizsgálatához (EcoTILLING: Astragalus varius; RAPD: Astragalus varius, Centaurea arenaria, Alyssum tortuosum) megtörtént, begyüjtésük és vizsgálatuk megkezdődött. A genomi DNS mintákat RAPD reakcióban teszteltük. Az eredmények szerint, a szárított levélminták alkalmasak a DNSvizsgálatokhoz. A zooplankton fajok sokrétűségét a Balatonban, annak hossztengelye mentés, Dunai holtágakban (Püspökerdei holtág, Lipóti morotvató) és szikes tavakban (Sósér, Büdös-, Böddi-, Zab-, Kelemen-szék) zavart és szentély jellegű vizekben végeztük. A Balatonban 60 minta feldolgozása történt a zooplankton (Cladocera, Copepoda, Rotatoria, Dreissena spp. veligera lárvák) teljes dinamikáira és biometriai mutatóira terjedően. A fajgazdagság a Lipóti morotva-tó nyiltvízi területén volt a legnagyobb, a Copepoda-k viszont

a Püspökerdei Holt Dunában jelentkeztek több fajjal. A Lipóti vízterületen szinte hiányzott a zooplankton, csupán két kerekesféreg és Copepoda-naupliusz fordult elő. Az öt szikes tó közül a Kelemen-szék szentély jellegű, és a Sós-ér áll ettől legtávolabb, s ezeket tipikus szíkes-vízi zooplankton népesíti be, döntő mértékben Arctodiaptomus spinosus és Moina brachiata, míg 15 Rotatória fajt azonosítottunk. Először vizsgáltuk az A. spinosus genetikai sajátságait, beállítottuk a módszereket (DNS-izolálási technika, PCR reakciók), melyek a faj kis mérete miatt kritikusak. A DNS-izolálást két módszerrel végeztük, a PCR reakciók körülményeinek beállításakor kétféle Taq polimeráz enzimet teszteltünk négy annelációs hőmérsékleten. Kipróbáltuk a citokróm oxidáz I-es régió szekvenálását is (kapilláris génelektroforézis). 502 bázispárnyi szekvenciát kaptunk, s két haplotípust sikerült kimutatnunk. A makrogerinctelenek körében 7 vízfolyásból (Balaton vízgyűjtője és a Cserhát területe) származó Hydropsyche saxonica (Trichoptera) tegzes-lárva morfológiai diverzitását értékeltük 28 testméret alapján. Robusztusabb testalkat gyorsabb vízfolyással függ össze. Közösségi szintű diverzitás vizsgálatát az árvaszúnyogokon (Chironomidae) végeztük el a Balaton 3 medencéjében, s biomasszájuk a Szemesi-medencében volt a legnagyobb. 2010. októberében részletes vízkémiai és biológiai vizsgálatokat végeztünk a vörösiszap- és lúgszennyezésnek kitett Torna-patak, Marcal, Rába és Mosoni-Duna vízfolyásokon. Folyamatában követjük a havária után az élőlények visszatelepülését. A kovaalga (Cyclotella ocellata), kagyló (Unio crassus és Pseudoanodonta complanata), kétéltü (Triturus dobrogicus) és hüllő (Zootoca vivipara) genetikai mintáit zavart és kevésbé zavart élőhelyekről begyűjtöttük, feldolgozásuk később történik meg. A Balaton két szélső medencéjében az eukarióta- és bakteriális diverzitás júliusban érte el a legmagasabb értékeket. A Keszthelyi-öbölben diverzebb eukarióta közösség él, a Siófoki-medencében ez a baktériumokra érvényes. A lápi póc (Umbra krameri) genetikai vizsgálatához 2010-ben az ország különböző területén 12 mintavételi helyéről 190 példány uszonymintáját gyűjtöttük be Fenékjáró küllő-mintákat (Gobio obtusirostris G. carpathicus) 25 mintavételi helyről 322 egyedről gyűjtöttük (ez később kiegészült 49 gyüjtőhelyre és 700 szövetmintára). A mintákon mikroszatellit-elemzések történtek, s azonosíthatóak monomorf és polimorf lokuszok. 2012. évi eredmények: 2012-ben vizsgáltuk a Balaton, a Zala és szikes vizek klorofill-a tartalmát, N- és P-forgalmát (1. sz. melléklet). Felmértük 7 Duna-Tisza közi szikes víz algaegyütteseinek tömegprodukcióját, fotoszintézisének intenzitását, az eukarióta pikoalgák genetikai származását (2. sz. melléklet). Különböző vízterekben tisztáztuk a fontosabb kovaalga-fajok elterjedését, DNS-szekvenciájukat, filogenetikai helyzetüket. A kijelölt helyekről gyűjtött mintákból mikromanipulátorral Cyclotella ocellata sejteket izoláltunk, és azokból DNS-t vontunk ki. Megkezdtük ennek a fajnak az esetében is a primerek tervezését az egyes vizsgálni kívánt génszakaszokra, valamint az image analysis-eket. Skeletonema potamos sejteket izoláltunk ugyancsak mikromanipulátorral dunai és tiszai mintákból. A genetikai vizsgálatokhoz primereket terveztünk, majd segítségükkel polimeráz láncreakcióban a négy szakaszt (18S és 28S rdns, rbcl, psbc) felszaporítottunk, és szekvencia-analízisnek vetettük alá. Megállapítottuk, hogy a Skeletonema nemzetség monofiletikus, az édesvízi S. potamos legközelebbi rokona a brackvízi Skeletonema subsalsum, mellyel együtt a nemzetségen belül alapi leágazást képviselnek. Egy balatoni kovaalga faj esetében morfometriai diverzitás vizsgálatokat is végeztünk image analysis módszerrel, melynek során konvencionális és geometriai morfometriai bélyegeket vettünk fel az egyedekről. Megállapítottuk, hogy a faj szintén széles morfometriai variabilitással bír. Emellett alga diverzitás és zooplankton vizsgálatokat végeztünk az egyes kijelölt élőhely komplexekben. Elvégeztük az AFLP molekuláris ujjlenyomat technika reakciókörülményeinek beállítását és reprodukálhatóságának tesztelését. Leírtuk a malakoközösségek összetételét és diverzitását

kagyló- és csiga-fajokban, különböző mértékű, zavarásnak kitett élőhelyeken. védett és veszélyeztetett kétéltü és hüllő-vizsgálataink során a dunai gőte (Triturus dobrogicus) és az elevenszülő gyík (Zootoca vivipara) populációk elterjedését, genetikai készletét és eltéréseiket (mitokondriális trns Thr és trns Pro gének közötti IGS régió, nagyfokú hosszpolimorfizmussal). A különböző populációk közti genetikai differenciálódást viszonylag magasnak találtuk. Két magyarországi dunai gőte (Triturus dobrogicus) populáció (Mórahalom és Hont) 5 illetve 7 egyedében faj-specifikus primerek segítségével vizsgáltuk az IGS és az azt megelőző teljes citokróm-b gént. Az IGS régió a környező kódoló szakaszokhoz hasonló, alacsony szintű intraspecifikus variabilitást mutatott. Az 1601 bp adat alapján a két populáció közti genetikai differenciálódás szintje viszonylag magas (F ST =0,65, p=0,003), és a mórahalmi populáció (π=3,42) nagyobb genetikai diverzitást mutat, mint a honti (π=0,86). Az elevenszülő gyík (Zootoca vivipara) 58 egyedéből gyűjtött kisméretű szövetmintákból teljes genetikai anyagot vontunk ki, majd a nem fehérjekódoló 16s rrns gén egy kb. 500 bp és a fehérjekódoló cytochrome b gén egy kb. 300 bp hosszú szakaszát szekvenáltuk. Az ML analízis átfogó topológiára mutat rá, amit hét fő csoport jellemez a 16s rrns génszakasz, és öt fő csoport a cyt b génszakasz esetében. A magyarországi elevenszülő gyík állomány nagyfokú genetikai változatossága mind ökológiai, mind természetvédelmi szempontból lényeges. A fajt időközben a védett kategóriából a fokozottan védett kategóriába sorolták (3. sz. melléklet). Magyarországon. Makrofiton vizsgálatokat emberi hatásnak erőteljesen (Tolnai Holt-Duna, Püspökerdei Holt-Duna), mérsékelten (Balaton Keszthelyi Medence, Fadd- Dombori Holt-Duna) és csekély mértékben (Balaton Siófoki medence, Lipóti Morotva-Tó) kitett sekély vízi területeken végeztünk. A hínár biomassza növekedéséhez alapvetően az üledék tápanyagtartalmának az emelkedése szükséges (4. sz. melléklet). A Pannon biogeográfiai régióra jellemző hat élőhelykomplex (homoki erdőssztyepp, hegylábi lösz erdőssztyepp, dolomit erdőssztyepp, hegyvidéki erdők, alföldi mocsarak és szikesek) szentély jellegű és közepesen degradált területein jelöltünk ki típusonként 2 pár, összesen 24 tájablakot. 3 dolomit, 4 középhegységi erdő, 4 szikes és 4 alföldi mocsár mintaterületen összesen 414 felvétel készült. A mintavételezés során felvételeinkbe összesen 1157 döntő többségében őshonos faj fordult elő, ami a hazai edényes flóra (2500 faj) mintegy 45%-a. Az arány jóval magasabb (64%), ha azt vesszük alapul, hogy az őshonos és nem antropogén élőhelyekhez kötődő hazai fajok száma mintegy 1800 (5. sz. melléklet). A nagyobb kiterjedésben, változatosabb élőhelyösszetétellel fennmaradt buckásokban az Alyssum tortuosumnak nem csak nagyobb, de morfológiailag változatosabb populációja maradhatott fenn. Elvégeztük az Astragalus varius, Alyssum tortuosum és Myriophyllum spp. RAPD és PCO (principal Coordinate analysis-eit, a populációk elkülönülésének leírására a genetikai távolságon alapuló UPGMA klaszteranalíziseket (6. sz. melléklet). Részletes vizsgálatok folytak a Balaton zooplanktonján, és bevonatlakó gerinctelen fajegyüttesein. Feldolgoztuk a szikes vizek jellegzetes planktonrákjának, az Arctodiaptomus spinosus-nak az elterjedését, fajon belüli genetikai diverzitását, haplotípusait. A morfometriai elemzéssel kimutatott különbségeket a fenotípusos plaszticitás eredményezi (7. sz. melléklet). Felmértük a Balaton üledéklakó és Tisza-menti holtmedrek növényzet közt élő árvaszúnyog együtteseit. A Hydropsyche saxonica tegzesfaj különböző földrajzi helyekről származó populációinak genetikai (RAPD) vizsgálata elkezdődött (8-9. sz. melléklet). A védett és veszélyeztetett halfajok között egy csoportot részletesen elemeztünk (Gobio gobio fajkomplex), megkezdődtek a RAPD vizsgálatok. A Dunától keletre és nyugatra a faj éles genetikai elkülönülést mutat. Elkezdődött az előző évben optimalizált mikroszatellit primerekkel az Umbra krameri genetikai változatosságának elemzése is (10. sz. melléklet). Az eredmények hamarosan megjelennek az átdolgotott honlapunkon.

1. sz. melléklet Tápanyagforgalmi vizsgálatok a Balatonban és szíkes vizekben Közlemények és előadások Horváth Hajnalka, Kovács W. Attila, Présing Mátyás (2012): Fikocianin meghatározási módszerek és alkalmazásuk különböző trofitású víztereken. Hidrológiai Közlöny 93. évf. (közlésre elfogadva) p. 4. Horváth Hajnalka, Zsigmond Eszter, Kovács Attila, Présing Mátyás (2012): Fikocianin meghatározási módszerek és alkalmazása a Balaton és a Kis-Balaton felszíni vizeiben. 13. Kolozsvári Biológus Napok, 2012. március 30-31. Poszter Zsigmond Eszter, Horváth Hajnalka, Présing Mátyás: A Balaton és Kis-Balaton vízminőségének jellemzése a tápelemek és a fotoszintetikus pigmentek (a-klorofill és fikocianin) koncentrációja alapján. 13. Kolozsvári Biológus Napok, 2012. március 30-31. Poszter Hajnalka Horváth, Kálmán Mátyás, György Süle and Mátyás Présing (2012): Contribution of N2-fixation to the nitrogen balance of water quality control reservoir (Kis-Balaton Water Protection System, Hungary). International Conference-Water Resources and Wetland, Tulcea Romania, 2012. szeptember 14-16. Poszter Horváth Hajnalka (2012): Extrakciós módszerek összehasonlítása a fikocianin meghatározására és alkalmazásuk magyarországi víztereken. Pannon Tudományos Nap, Nagykanizsa, 2012. október 18.

Tápanyagforgalmi munkacsoport Hidrobotanikai osztály MTA OK BLI Beszámoló a KTIA OTKA CNK 80140 támogatásával 2012-ben végzett munkáról 2012-ben az előző évek munkáit folytatva, a hidrobotanikai kutatások biogeokémiai környezetének megismeréséhez, különböző vizek fizikai és kémia paramétereit (hőmérséklet, átlátszóság lebegőanyag, klorofill-a) de kiemelten a nitrogén és foszfor formák koncentrációit határoztuk meg. 2. A Balaton medencéi A tó két leginkább eltérő trofitású medencéjéből (Siófoki és Keszthely- medencék) és a Zala torkolatából vett vízmintákat tavasztól őszig kéthetente, télen havonta vizsgáltuk. A további 2 medencében (Zánkai- és Szigligeti-medence) és a Siófoki medence keleti felében, kora tavasztól késő őszig, havonta végeztünk méréseket. A klorofill-a koncentrációk alapján, a tó minden medencéjében nagyon alacsony biomassza értékek voltak jellemzők (1., 2. és 5. ábra). A Siófoki-medencében 5-10 µg/l a Keszthelyi-medencében pedig 10-20 µg/l között változott a klorofill-a koncentrációja, amely a hosszú, tartós nyári felmelegedés alatt sem érte el a 30 µg/l értéket. A tó minden medencéjében szokatlanul alacsony, az előző évekénél is kevesebb összes oldott N koncentrációkat (40-60 µg/l) állapítottunk meg télen, ami tavasszal tovább csökkent, és egész évben 10-20 µg/l között változott (1., 2. és 6. ábra). Ez csak akkor emelkedett az egyes medencékben 2-3 alkalommal, hirtelen és jelentősen ezen értékek fölé (50-60 µg/l), ha a víz felkavarodott. Az ortofoszfát és az összes oldott P koncentrációja egész évben, minden medencében, néhány µg/l volt csupán. Az összes oldott P ennél természetesen magasabb (20-30 µg/l) volt. A nitrogénhez hasonlóan azonban, az egyes medencékben 2-3 alkalommal, hirtelen és jelentősen megnőtt, akár 50-60 µg/l értékre. A formált foszfor koncentráció hirtelen emelkedését nem az alga biomassza növekedése (lásd klorofill-a koncentrációk nagysága és változása), hanem a víz felkavarodása okozhatta (4. és 7. ábra). A Zalával befolyó, az algák számára közvetlenül hasznosítható, oldott nitrogénformák koncentrációja az előző évekhez hasonlóan viszonylag alacsony volt (3. ábra). Télen tavasszal volt a legmagasabb (300 µg/l-ig), nyár közepén rövid ideig haladta meg a 100-150 µg/l-t. A többi időszakban 50 és 100 µg/l között változott. Az oldott foszforformák koncentrációja hasonló határok között (50-100 µg/l) mozgott egész évben, de a nyári nitrogén csúcsok idején azoknál magasabb foszfor koncentrációkat (200-300 µg/l) mértünk. A befolyó víz oldott N/P aránya egész évben, de különösen nyáron volt alacsony, ami a nitrogénkötő kékalgáknak kedvezhet. 2. Szikes tavak Méréseink az alföldi szikes tavakon aktuális végzett hidrobotanikai kutatások környezetkémiai háttereként szolgálnak. Tél végén a Zabszéki szikes vízben 7 gyűjtési helyről vett vízminták részletes tápanyag vizsgálatát végeztük el. Minden gyűjtési helyen bő nitrogén ellátást tapasztaltunk (1. táblázat). Még a téli lassú felmelegedéskor is mértünk ammónium nitrogént (10-30 µg/l) és ennek többszörösét nitrát és nagyságrenddel többet karbamid nitrogén formában. Az összes oldott nitrogénformák koncentrációja minden gyűjtési ponton meghaladta a 200 µg/l értéket. Tavasszal, a téli nitrogén koncentrációk mintegy felét mértük,

ami elsősorban a karbamid jelentős csökkenésének volt köszönhető. Egyetlen kivétel a Kelemenszéken mért szokatlanul magas nitrát koncentráció (2 mg/l körül) volt. Őszre az oldott nitrogénformák koncentrációja ismét emelkedett, és elérte ill. néhány vízben meghaladta a téli értékeket. Ebben az időszakban is a Kelemenszék és mellette a Sósér tűnt ki magas nitrát koncentrációival. A késő ősszel mért foszfor koncentrációk mind a 6 tóban rendkívül magasnak mondhatók. A nitrogénformákhoz hasonlóan, foszforból is Kelemenszéken találtunk a legtöbbet, amit most a Büdösszéken mért értékek követtek. A bőséges tápanyagellátás semmilyen, elsődleges termelést befolyásoló hatása nem tételezhető fel. Az oldott tápanyagok koncentrációit kismértékben az algák és magasabb rendű vízi növények, a vízállás, de főleg a madarak és különösen is a vonuló madarak hatalmas tömege befolyásolta és ennek ismeretében lehet és kell azokat értékelni.

μg/l, C 30 Vízhőmérséklet Klorofill-a 20 10 0 jan febr márc ápr máj jún júl aug szept okt nov dec μg N/l 80 nitrát-n karbamid-n ammónia-n 60 40 20 0 jan febr márc ápr máj jún júl aug szept okt nov dec μg P/l 80 TP TOP ORP 60 40 20 0 jan febr márc ápr máj jún júl aug szept okt nov dec 1. ábra A hőmérséklet, klorofill-a és a különböző nitrogén és foszforformák koncentrációi a Balaton Siófoki-medencéjében 2012-ben (TP - összes foszfor, TOP - összes oldott foszfor, ORP - oldott reaktív foszfor)

μg/l, C 30 Vízhőmérséklet Klorofill-a 20 10 0 jan febr márc ápr máj jún júl aug szept okt nov dec μg N/l 80 60 nitrát-n karbamid-n ammónia-n 40 20 0 jan febr márc ápr máj jún júl aug szept okt nov dec μg P/l 80 TP TOP ORP 60 40 20 0 jan febr márc ápr máj jún júl aug szept okt nov dec 2. ábra A hőmérséklet, klorofill-a és a különböző nitrogén és foszforformák koncentrációi a Balaton Keszthelyi-medencéjében 2012-ben (TP - összes foszfor, TOP - összes oldott foszfor, ORP - oldott reaktív foszfor)

μg/l, C 30 Vízhőmérséklet Klorofill-a 20 10 0 jan febr márc ápr máj jún júl aug szept okt nov dec μg N/l 300 nitrát-n karbamid-n ammónia-n 200 100 0 μg P/l jan febr márc ápr máj jún júl aug szept okt nov dec 300 TP TOP ORP 200 100 0 jan febr márc ápr máj jún júl aug szept okt nov dec 3. ábra A hőmérséklet, klorofill-a és a különböző nitrogén és foszforformák koncentrációi a Zala torkolatánál 2012-ben (TP - összes foszfor, TOP - összes oldott foszfor, ORP - oldott reaktív foszfor)

μg P,N/l 100 80 Siófok mg lebegőanyag/l TP ON l.a. 100 80 60 60 40 40 20 20 0 100 80 Keszthely 0 100 80 60 60 40 40 20 20 0 400 300 200 100 Zala 0 100 80 60 40 20 0 jan febr márc ápr máj jún júl aug szept okt nov dec 0 4. ábra Az összes foszfor (TP), az oldott nitrogén (ON = ammónia + nitrát + karbamid) és a lebegőanyag (l.a) koncentrációi a Balaton Siófoki- és Keszthelyi-medencéjében és a Zala torkolatánál 2012-ben

μg/l, C 30 Klorofill-a Fűzfő Zánka Szigliget Vízhőmérséklet Fűzfő Zánka Szigliget 20 10 0 jan febr márc ápr máj jún júl aug szept okt nov dec 5. ábra A hőmérséklet és a klorofill-a koncentrációi a Balaton különböző medencéiben 2012- ben.

μg N/l 80 nitrát-n karbamid-n ammónia-n 60 40 20 0 Fűzfő Zánka Szigliget Fűzfő Zánka Szigliget Fűzfő Zánka Szigliget Fűzfő Zánka Szigliget Fűzfő Zánka Szigliget Fűzfő Zánka Szigliget Fűzfő Zánka Szigliget Fűzfő Zánka Szigliget Fűzfő Zánka Szigliget márc ápr máj jún júl aug szept okt nov μg P/l 80 PP OP ORP 60 40 20 0 Fűzfő Zánka Szigliget Fűzfő Zánka Szigliget Fűzfő Zánka Szigliget Fűzfő Zánka Szigliget Fűzfő Zánka Szigliget Fűzfő Zánka Szigliget Fűzfő Zánka Szigliget Fűzfő Zánka Szigliget Fűzfő Zánka Szigliget márc ápr máj jún júl aug szept okt nov 6. ábra A különböző nitrogén és foszforformák (PP - partikulált foszfor, OP - oldott nem reaktív foszfor, ORP - oldott reaktív foszfor) koncentrációi a Balaton medencéiben 2012-ben

μg P,N/l mg lebegőanyag/l 80 Fűzfő TP ON l.a. 80 60 60 40 40 20 20 0 0 80 Zánka 80 60 60 40 40 20 20 0 0 80 Szigliget 80 60 60 40 40 20 20 0 jan febr márc ápr máj jún júl aug szept okt nov dec 0 7. ábra Az összes foszfor (TP), az oldott nitrogén (ON = ammónia + nitrát + karbamid) és a lebegőanyag (l.a) koncentrációi a Balaton medencéiben 2012-ben

Szikes tavaink még feltáratlan diverzitása 2.sz. melléklet

Szikes tavaink még feltáratlan diverzitása A Duna-Tisza közi szikes tavak esetében a Zab-széken 2012 telén alga tömegprodukciót figyeltünk meg, annak ellenére, hogy a tavon 6 cm vastag jégtakaró alakult ki, melyet 11 cm hó borított. A jég- és hótakaró a fotoszintetikusan aktív sugárzás (PAR) kevesebb, mint 20%- át engedte a vízoszlopba. Az algák mennyisége (a-klorofill koncentráció) elérte, sőt egy mintavételi ponton kissé meg is haladta az 1000 µg L -1 értéket (1. táblázat). 1. táblázat: A Zab-székben 2012 februárjában kialakult alga tömegprodukció során mért fizikai és kémiai paraméterek és az algák mennyisége (a-klorofill koncentráció). Mv.hely Koordináták T ( C) Vezetőképesség (µs cm -1 ) ph a-klorofill (µg L -1 ) Zab 1. N46 49.59 E19 10.30 1 8260 9,73 991,54 Zab 2. N46 49.61 E19 10.29-1 8810 9,64 742,78 Zab 3. N46 49.64 E19 10.25-0,3 8800 9,58 977,07 Zab 4. N46 49.66 E19 10.23-0,5 8900 9,58 1039,23 Zab 5. N46 49.70 E19 10.16-0,6 8780 9,61 776,97 Zab 6. N46 49.72 E19 10.15-1,1 9450 9,57 821,15 Zab 7. N46 49.73 E19 10.15-1,4 14060 9,73 979,48 A Zab-székben észlelt tömegprodukció során meghatároztuk a fitoplankton fotoszintézisének fényintenzitás függését 14 C módszerrel (1. ábra). Az Eilers & Peeters modell segítségével illesztett fotoszintézis-fényintenzitás görbék alapján a fitoplankton egységnyi térfogatra vonatkoztatott elsődleges termelése 1460 µg C L -1 h -1, egységnyi a-klorofillra vonatkoztatott elsődleges termelése pedig 1,4 µg C µg a-klorofill -1 h -1 volt. A fénytelítési paraméter (I k ) értéke 37 µmol m -2 sec -1, az optimális fényintenzitás (I opt ) értéke pedig 124 µmol m -2 sec -1 volt. A kapott eredmények alapján elmondhatjuk, hogy a Zab-székben a fitoplankton a téli alacsony hőmérsékleti- és fényviszonyok ellenére is produktív és nagymértékben alkalmazkodott a téli fénylimitált körülményekhez. A korábbi szikes tavi fotoszintézis adatainkkal (Somogyi és Vörös, 2006) összevetve a fénytelítési paraméter és az optimális fényintenzitás értéke a téli időszakban szignifikánsan alacsonyabb volt, mint a nyári időszakban (I k : 62-157 µmol m -2 sec -1, I opt : 130-203 µmol m -2 sec -1 ).

1.a 1.b P (µg C l -1 h -1 ) 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Fényintenzitás (µmol m -2 sec -1 ) P (µg C µg a-klorofill -1 h -1 ) 1.6 1.2 0.8 0.4 0.0 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Fényintenzitás (µmol m -2 sec -1 ) 1. ábra: A fitoplankton egységnyi térfogatra (1.a) és egységnyi a-klorofillra (1.b) vonatkoztatott fotoszintézis-fényintenzitás görbéje a Zab-székben (4. mintavételi hely) 2012. februárjában. A görbe illesztése az Eilers és Peeters (1988) modell segítségével történt. A Zab-székben a téli tömegprodukció során a fitoplanktont kizárólag pikoeukarióta algák uralták, melyek mennyisége (abundancia) meghaladta a 60 millió sejtet milliliterenként. A pikoalgák pontos rendszertani meghatározása kicsiny méretük és szegényes morfológiai karaktereik miatt hagyományos mikroszkópos módszerekkel nem kivitelezhető (Callieri, 2008), ezért közösségi molekuláris (DNS alapú) biológiai módszerekkel vizsgáltuk a pikoeukarióta közösség diverzitását. 2012 februárjában a 4. sz. mintavételi helyről vett vízmintából közösségi DNS-t izoláltunk, majd a 18S riboszómális RNS gén klónozását végeztük el zöldalga-specifikus primerek segítségével. A kapott eredmények alapján a vízmintában kilenc különböző zöldalga taxon volt jelen (2. ábra). Ezen taxonok egy része (AV-6, AV-26 és AV-62) a korábban a Böddi-székből leírt Chloroparva pannonica fajjal mutatott közeli rokonságot, ugyanakkor a taxonok másik része egy különálló leszármazási vonalat alkotott (97-98%-os hasonlósági értékekkel), amely valószínűleg több, még le nem írt fajt is magába foglal (2. ábra). Egy új algafaj leírásához azonban annak tiszta tenyészetbe vonására van szükség, azért elkezdtük a pikoeukarióta algatörzsek izolálását a Zab-szék téli fitoplanktonjából. A törzsek izolálása módosított szélesztéses módszerrel (szűrt, szikes tóvizet tartalmazó) BWM táptalajon, 8 és 21ºC-on, 40 μmol foton m -2 sec -1 fényintenzitáson 10:14 órás sötét:világos ciklusban történik.

2. ábra. A Zab-székből származó klónok és a kontinentális vizekben előforduló eukarióta pikoalgák leszármazási viszonyai a 18S rdns alapján (mintegy 650 nukleotid pozíció, a méretvonal bázispáronként 0,01 nukletotid-szubsztitúciónak felel meg). Irodalom: Callieri, C. (2008): Picophytoplankton in freshwater ecosystems: the importance of smallsized phototrophs. Freshw. Rev., 1: 1-28. Eilers, P.H.C. & Peeters, J.C.H. (1988): A model for the relationship between light intensity and the rate of photosynthesis in phytoplankton. Ecol. Mod., 42: 199-215. Somogyi, B. & Vörös, L. (2006): A pikoplankton fotoszintézisének karakterisztikái sekély tavakban. Hidrológiai Közlöny 86: 110-112.

3. sz. melléklet Az MTA ÖK Duna-kutató Intézet eredményei (algológiai, malakológiai, kétéltű és hüllővizsgálatok

A kijelölt helyekről gyűjtött mintákból mikromanipulátorral Cyclotella ocellata sejteket izoláltunk, és azokból DNS-t vontunk ki. Megkezdtük ennek a fajnak az esetében is a primerek tervezését az egyes vizsgálni kívánt génszakaszokra, valamint az image analysiseket. Skeletonema potamos sejteket izoláltunk ugyancsak mikromanipulátorral dunai és tiszai mintákból. A genetikai vizsgálatokhoz primerek terveztünk, majd segítségükkel polimeráz láncreakcióban a négy szakaszt (18S és 28S rdns, rbcl, psbc) felszaporítottunk, és szekvencia-analízisnek vetettük alá. A kapott szekvenciákból és az NCBI GenBank adatbázis szekvenciáiból törzsfát szerkesztettünk. Megállapítottuk, hogy a Skeletonema nemzetség monofiletikus, az édesvízi S. potamos legközelebbi rokona a brackvízi Skeletonema subsalsum, mellyel együtt a nemzetségen belül alapi leágazást képviselnek. Összehasonlítva a faj két folyóban élő populációit, a S. potamos a vizsgált génekben nem mutat polimorfizmust, ami összhangban áll morfológiájának kis variabilitásával. Emellett egy balatoni kovaalga faj esetében morfometriai diverzitás vizsgálatokat is végeztünk image analysis módszerrel, melynek során konvencionális és geometriai morfometriai bélyegeket vettünk fel az egyedekről a faj taxonómiai helyzetének a tisztázása végett. Megállapítottuk, hogy a faj szintén széles morfometriai variabilitással bír, tenyészetbe vonása azonban sajnos ezidáig nem sikerült, hogy a genetikai elemzéseket is elvégezhessük, a mikromanipulátoros izolálása viszont bizonytalan, mivel a fajt csak elektronmikroszkóppal lehet egyértelműen elkülöníteni a közel rokon fajától. Emellett alga diverzitás és zooplankton vizsgálatokat végeztünk az egyes kijelölt élőhely komplexekben (a zooplankton esetében a DKI-ban csak a 8. komplexben). A malakológiai gyűjtéseket megismételtük 2012-ben az Ipoly, Rába, Bodrog és Tisza 3-3 mintavételi helyén. A vizsgált mintavételi helyek a különböző folyószakaszok szerint zavarásmentes vagy emberi tájhasználatnak kitett jellegűek. A gátak szerepe különösen fontos a két veszélyeztetett kagylófaj szempontjából, mivel az Unionidae családba tartozó kagylók parazita glochidium lárvái számára egyes halfajok gazdaszervezetként szolgálnak. Amennyiben a gátak jelenléte miatt a halak mozgástere korlátozott, a kagylók populációi elszigetelődhetnek egymástól. Az összes helyszínen 25 cm-es élhosszúságú szabvány vízihálóval vettünk mintát 2 m- es transzekt mentén (0.5 m 2 ) 3 ismétléssel, és mértük a gyűjtött egyedek morfológiai tulajdonságait (hosszúság, magasság, szélesség), valamint digitális fotók készültek a morfológiai elemzésekhez. A nagytestű kagylófajok denzitásának becsléséhez 0.25 m 2 -es kvadrátot használtunk 15 ismétléssel. Mindkét kagylófaj az Ipolyban érte el a legmagasabb denzitás értéket (U. crassus: 17.9 egyed/m 2, P. complanata: 1.6 egyed/m 2 ). A 2011-ben gyűjtött haemolympha mintákból kinyert DNS nem volt megfelelő minőségű a költséghatékony AFLP módszer alkalmazásához, ezért 2012-ben helyenként 10 db U. crassus egyedből vettünk láb- és köpenyszövet mintát. Jelenleg a szövetmintákon zajlik az AFLP reakciókörülményeinek beállítása és reprodukálhatóságának tesztelése. A malakoközösségek összetételének és diverzitásának összehasonlítása a 2011-ben gyűjtött kagyló- és csigafajok segítségével elkezdődött. A malakofauna összetétele alapján a Duna és a Tisza vízrendszerének mintavételi helyei elkülönülnek egymástól, a zavarástól mentes és a zavarásnak kitett mintavételi helyek esetén viszont nem figyelhető meg egyértelmű tendencia a malakofauna összetétele, és a közösségi diverzitás alapján. Ugyanez látszik beigazolódni az algavizsgálatok alapján is. Két magyarországi dunai gőte (Triturus dobrogicus) populáció (Mórahalom és Hont) 5 illetve 7 egyedében faj-specifikus primerek segítségével vizsgáltuk az IGS és az azt megelőző teljes citokróm-b gént. Az IGS régió a környező kódoló szakaszokhoz hasonló, alacsony szintű intraspecifikus variabilitást mutatott. Az 1601 bp adat alapján a két populáció közti genetikai