Az ultraibolya sugárzás szerepe tavak oldott szervesanyagainak transzformációjában és degradációjában = Role of ultraviolet radiation in the transformation and degradation of dissolved organic substances in lakes

Sekély tavakra (30 magyarországi víztest, 140 mérés) ultraibolya (UV) és látható (PAR) hullámhossz tartományban többváltozós regressziós modelleket fejlesztettünk ki a fényabszorpciós komponensek: algák, algamentes lebegőanyagok, színes oldott szervesanyagok (CDOM) és a vertikális extinkciós koefficiensek (Kd) közötti összefüggés leírására. A modellek megadták az egyes komponensek specifikus Kd értékeit. Ezek, és a komponensek koncentráció értékei alapján vízalatti mérésre alkalmas radiométer hiányában in situ fénymérés nélkül kiszámíthatóak egy adott víztestre jellemző Kd értékek. A vizsgált tavakban a CDOM határozta meg a vízalatti UV klímát, az algák szerepe alárendelt volt. A PAR klímát a legtöbb víztestben a lebegőanyagok határozták meg, de hipertróf vizekben az algák, míg barna vizekben a CDOM volt a meghatározó. Kísérletesen megállapítottuk, hogy az UV sugárzás hatására az oldott szervesanyagok bomlottak, az oldott szervesszén (DOC) koncentrációja csökkent, a hidrogénperoxidé nőtt, miközben a szervesanyagok kémiai és fizikai tulajdonságai változtak, így barna színük fakult, fényabszorpciójuk és fluoreszcencia intenzitásuk csökkent, miközben a biológiailag hozzáférhető DOC koncentráció többszörösére nőtt. Kimutattuk, hogy az UV sugárzás hatása a bakterioplanktonra komplex, direkt gátló és indirekt gátló és serkentő hatás egyaránt érvényesült. A mikrobiális élőlényegyüttesek működése és a vízi szénforgalom megértése a CDOM fotolízisének ismerete nélkül nem lehetséges. | Multiple regression models were developed in the ultraviolet (UV) and visible (PAR) wavelength range to describe the relationship between light-absorbing components: algae, algal-free suspended solids, coloured dissolved organic matter (CDOM) and vertical attenuation coefficients (Kd) in shallow lakes (30 Hungarian water bodies, 140 measurements). The models have provided the specific Kd values of the components. Based on these and the concentration of the components, the Kd can be calculated without in situ measurement in the absence of an underwater radiometer. The underwater UV climate was mainly determined by CDOM in the studied lakes, the role of algae was negligible. The PAR climate was determined by suspended solids in most cases, but in hypertrophic waters the algae and in brown colour waters the CDOM was dominant. We have experimentally ascertained that the dissolved organic substances were decomposed by UV radiation: the DOC decreased, the H2O2 increased, while their brown colour faded, their absorbance and fluorescence intensity decreased, while the concentration of the biologically available DOC multiplied. We have found that the effect of UV radiation on bacterioplankton is complex: both the direct inhibitory and indirect inhibitory and stimulating effects were detected. Our research shows that the understanding of the functioning of microbial assemblages and the aquatic carbon cycle is not possible without the thorough knowledge of the photolysis of CDOM

Unusual behaviour of phototrophic picoplankton in turbid waters

Autotrophic picoplankton (APP) abundance and contribution to phytoplankton biomass was studied in Hungarian shallow lakes to test the effect of inorganic turbidity determining the size distribution of the phytoplankton. The studied lakes displayed wide turbidity (TSS: 4–2250 mg l-1) and phytoplankton biomass (chlorophyll a: 1–460 μg l-1) range, as well as APP abundance (0 and 100 million cells ml-1) and contribution (0–100%) to total phytoplankton biomass. Inorganic turbidity had a significant effect on the abundance and contribution of APP, resulting in higher values compared to other freshwater lakes with the same phytoplankton biomass. Our analysis has provided empirical evidence for a switching point (50 mg l-1 inorganic turbidity), above which turbidity is the key factor causing APP predominance regardless of phytoplankton biomass in shallow turbid lakes. Our results have shown that turbid shallow lakes are unique waters, where the formerly and widely accepted model (decreasing APP contribution with increasing phytoplankton biomass) is not applicable. We hypothesize that this unusual behaviour of APP in turbid waters is a result of either diminished underwater light intensity or a reduced grazing pressure due to high inorganic turbidity

Picophytoplankton predominance in hypersaline lakes (Transylvanian Basin, Romania)

The occurrence and importance of photoautotrophic picoplankton (PPP, cells with a diameter <2μm) was studied a long a trophic and salinity gradient in hypersaline lakes of the Transylvanian Basin (Romania. The studied lakes were found to be rich in PPP, with abundances (maximum:7.6 x 106 cells mL - ) higher than in freshwater and marine environments of similar trophic conditions. The contribution of PPP to the total phytoplankton bio volume did not decrease with in creasing trophic state as it was generally found in other aquatic environments. Regardless of the trophic conditions, the contribution of PPP could reach 90-100% in these hypersaline lakes. We hypothesized that the PPP predominance might be the result of the low grazing pressure, since heterotrophic nanoflagellates (the main grazers of PPP) were absent in the studied samples. There were significant differences in community composition among the lakes a long the salinity gradient. CyPPP predominated in less saline waters (mainly below 5%), while EuPPP were present along the entire salinity range (up to 18.7%), dominating the phytoplankton between 3 and 13% salin ity . Above 13% salinity, the phytoplankton was composed mainly of Dunaliella species

One step closer to eliminating the nomenclatural problems of minute coccoid green algae: Pseudochloris wilhelmii, gen. et sp. nov. (Trebouxiophyceae, Chlorophyta)

‘Chlorella’ and ‘Nannochloris’ were traditional genera of minute coccoid green algae with numerous species described in the past century, including isolates used as experimental test organisms. In the last few years, the introduction of DNA-based phylogenetic analyses resulted in a large number of taxonomic revisions. We investigated and reclassified a taxonomically problematic group within the Trebouxiophyceae (comprising ‘Nannochloris eucaryotum’ UTEX 2502, ‘N. eucaryotum’ SAG 55.87 and ‘Chlorella minutissima’ SAG 1.80), distantly related to the recently described Chloroparva isolates (97.5–97.9 % 18S rRNA gene pairwise similarity). Cryopreserved material of SAG 55.87 was selected as holotype for a novel species – Pseudochloris wilhelmii Somogyi, Felföldi & Vörös – whose phylogenetic position confirmed the proposal of a new genus. Pseudochloris wilhelmii had spherical to oval cells with an average diameter of 2.6 × 2.8 µm and a simple ultrastructure characteristic of small green algae. Vegetative cells sometimes contained several lipid droplets occupying a large portion of the cells. The cell wall consisted of an outer trilaminar layer and an inner microfibrillar sheet. Cells divided by autosporulation, forming two or four daughter cells per autosporangium. The pigment composition was typical of green algae, with chlorophylls a and b, and lutein as the dominant carotenoid

A fitoplankton molekuláris diverzitása az Erdélyi-medence sós tavaiban

Az Erdélyi-medence sós tavaira jellemző a magas trofitás és az erős emberi zavarás. Ezekben a tavakban pikocianobaktériumok és pikoeukariota algák egyaránt előfordulnak jelentős részesedéssel az össz alga biomasszából magas trofitás mellett is. Mikroszkópos módszerek alkamazásával megállapításra került hogy a nanophytoplanktont a sós tavakban közönséges Dunaliella fajok dominálják. A fitoplankton mikrszokópos vizsgálatának újszerű eredményei indokoltá tették a fitoplanktont alkotó fajok azonosítását melynek legalkalmasabb módja a molekuláris biológiai módszerek alkalmazása. Vizsgálataink során PCR, denaturáló gradiens gél elektroforézis és szekvenciaelemzés alkalmazásával megállapítottuk, hogy a fitoplanktont eddig kontinentális vizekben nem ismer tengeri cianobakériumok és tengeri eukariota algák alkotják. A pikofitoplnaktont tengeri Synechococcus (Cyanobacteria) és tengeri illetve sós tavi Picochlorum (Chlorophyta) fajok alkotják. A tengeri pikofitoplankton mellett több tengeri nanoplanktonfaj (Guillardia sp., Isochrysis sp.) is azonosításra került. Ezekben a kontinentális sós tavakban azonosított tengeri algafajok jelenlétére magyarázat lehet a szél- és a vízimadarak általi terjesztés, esetleg a sórétegekből kioldodó algasejtek, azonban ennek a kiderítésére további vizsgalatok szükségesek