Atklājumi.lv

Zilaļģes veiksmīgi pielāgojas klimata pārmaiņām: nopietns drauds ūdens kvalitātei un videi

Zilaļģes spēj pielāgoties oglekļa dioksīda līmeņa pieaugumam vēl vieglāk nekā, domāts iepriekš, jaunā pētījumā pierādījuši Amsterdamas universitātes (Nīderlande) zinātnieki.

Daudzi zilaļģu paveidi ražo toksīnus, tādēļ to pārmērīga savairošanās ir bīstama kā videi, tā cilvēku veselībai. Zilaļģu augstās adaptācijas spējas var atstāt negatīvu ietekmi uz saldūdens ekosistēmām, dzeramā ūdens kvalitāti un peldvietu kvalitāti un drošību. Turklāt ar zilaļģu izdalītajām indīgajām vielām var saindēties arī sauszemes dzīvnieki, dzerot ūdeni.

Pētījuma rezultāti publicēti žurnālā “Proceedings of the National Academy of Sciences”. 

Amsterdamas universitātes mikrobiologi savā pētījumā pievērsās plaši izplatītai zilaļģu jeb cianobaktēriju ģintij Microcystis, kas mitinās saldūdenī (ezeros, mākslīgās ūdenstilpnēs). Microcystis ģintī ietilpst arī kaitīgā Microcystis aeruginosa, kas bieži vien izraisa tā dēvēto “ūdens ziedēšanu”.

Zinātnieki zilaļģes pētīja gan laboratorijas apstākļos, gan dabā ar CO_² (oglekļa dioksīds) bagātos un nabadzīgos apstākļos, uzkrājot datus par Microcystis genotipu.

Lai gan šādi pētījumi ir ļoti svarīgi, lai paredzētu potenciālo aļģu ziedēšanas radīto problēmu nākotnes attīstības gaitu, šis ir pirmais pētījums, kurā sistemātiski analizētas kaitīgo cianobaktēriju pielāgošanās spējas augošajai CO² koncentrācijai atmosfērā.

Abos gadījumos, pieaugot CO_² koncentrācijai, izmainījās cianobaktēriju genotips.

“Tas ir izcils dabiskās izlases piemērs. Cianobaktērijas fotosintēzes laikā absorbē CO², lai ražotu biomasu. Nēs novērojām, ka apakštipi, kas vislabāk absorbē attiecīgajos apstākļos pieejamo CO² beigu beigās gūst virsroku, ” par rezultātiem stāstījis pētījuma galvenais autors Džovanni Sandrini (Giovanni Sandrini).

Dažiem Microcystis celmiem[1] piemīt lēna, bet efektīva oglekļa uzņemšanas sistēma, kas ļauj tiem “izspiest” ūdenī esošo oglekļa dioksīdu līdz pilnīgam izsīkumam, ja tā koncentrācija ir ļoti zema. Zinātnieki eksperimentos novēroja, ka šie celmi gan laboratorijas apstākļos, gan dabā sāka dominēt zema CO² līmeņa apstākļos.

Savukārt citiem celmiem piemīt pavisam pretēja oglekļa uzņemšanas sistēma. Tā darbojas ļoti ātri un ļauj baktērijām veiksmīgi uzņemt CO_² arī pie ļoti augstām koncentrācijām. Šie celmi savu “uzvaras gājienu” sāka pie augstas CO^₂ koncentrācijas.

“Mēs atklājām, ka “ātrajiem” celmiem ir būtiskas selektīvas priekšrocības ūdeņos, kas bagāti ar oglekļa dioksīdu. Ņemot vērā tā pieaugumu atmosfērā, ir skaidrs, ka pienācis šo apakštipu dominances laiks,” paskaidrojis Sandrini.

Cianobaktēriju apbrīnojamās spējas strauji pielāgoties CO_² līmeņa izmaiņām rada nopietnu pamatu bažām ne viena vien iemesla dēļ.

Microcystis ražo mikrocistīnu, toksīnu, kas rada aknu bojājumus putniem un zīdītājiem, un līdz ar to apdraud sauszemes dzīvniekus, kas zilaļģēm pārbagāto ūdeni lieto uzturā. Augstās koncentrācijās cianobaktērijas ir kaitīgas arī saldūdens ekosistēmām. Tās var izraisīt masveida zivju un ūdens augu bojāeju. Daudzviet pasaulē zilaļģu ziedēšanas dēļ nākas slēgt arī lielu daļu peldvietu, kas rada diskomfortu cilvēkiem gada karstajā laikā. Pārmērīga zilaļģu savairošanās kaitē arī dzeramā ūdens kvalitātei.

Viens no pētījuma autoriem, Xing Ji, dalījies savā pieredzē par to, kādas problēmas var radīt zilaļģu savairošanās. Kad 2007.gadā pētnieks mitinājās Ķīnas austrumu daļā, cianobaktērijas bija noklājušas visu 2000 km² lielo Taihu ezera virsmu. Tas noveda pie dzeramā ūdens krīzes, kas ietekmēja aptuveni 5 miljonus cilvēku. Xing Ji atklājis, ka tas novedis līdz situācijai, ka pārtikas veikalos beidzies dzeramais ūdens, izraisot strīdus vietējo iedzīvotāju vidū:

“Es skatījos, kā mana mamma strīdas ar citiem lielveikala pircējiem par pēdējām atlikušajām dzeramā ūdens pudelēm. Es saprotu, cik ļoti zema ūdens kvalitāte var ietekmēt sabiedrību un esmu laimīgs, ka veicam izpēti, kas var palīdzēt šīs problēmas izprast.”

Piezīmes:

1. Par "celmu" (angļu strain, vācu stamm) sauc vienas mikroorganismu (vīrusi, baktērijas u.c.) sugas dažādas kultūras, kas izdalītas vai nu no dažādiem avotiem vai dažādos laikos.

Avots:

uva.nl

Brīvpieejas materiāls. Pārpublicēt atļauts tikai ievērojot ŠOS NOTEIKUMUS.