Balogh, Csilla

Csaba, Judit

G.-Tóth, László

Nédli, Judit

Purgel, Szandra

Repository of the Academy's Library

9  Balatonban élő Pontokáspi fajok kitelepedése és hosszú távú vizsgálata természetes aljzatokon 1Balogh Csilla, 2Csaba Judit, 3Purgel Szandra, 1Nédli Judit és 1G.-Tóth László 1MTA Ökológiai Kutatóközpont, Balatoni Limnológiai Intézet, 8237. Tihany 2Debreceni Egyetem; 4032. Debrecen,. Egyetem tér 1. 3Szegedi Egyetem, Ökológia Tanszék, 6722. Szeged   Kivonat?  A biodiverzitás a köves parti zónában, elsősorban Tihanyban az elmúlt évek során csökkent, melyhez hozzájárulhatott a pontokáspi inváziós fajok előretörése is. A Balatonba bekerült legújabb inváziós kagylófaj a kvagga kagyló megjelenésével közel egy időben kezdett kísérlet célja a szukcesszió, rekolonizációs folyamatok nyomon követése különböző turbulencia viszonyok mellett. A tiha-nyi Kis-öbölben eltérő áramlású pontokon egy-egy aljzatot (egyenként 60 darab kő) helyeztünk ki 2009. aug. 3-án, majd egy hóna-pon át 3 naponta, ezt követően havonta (augusztus-december), később pedig évente (2010-2012) mintáztunk, három párhuzamban. Vizsgáltuk a kitelepedett makroszkópikus gerincteleneket és a zooplanktont. A tegzes bolharák és a Dreissena fajok (kvagga-, ván-dorkagyló), valamint a két Dreissena faj között alakult ki jelentős kompetíció. A kísérlet során a kvagga kagyló mennyisége mindig nagyobb volt, mint a vándorkagylóé. Kezdetben a tegzes bolharák dominált, majd az élőbevonat állandósulását követően a Dreisse-na fajok aránya volt jelentősebb. Az említett domináns pontokáspi fajok együttes abundanciája a kisebb áramlású területen jelentő-sebb volt. A vihart követő abundancia csökkenés is feltehetően a jelentősebb turbulencia következménye.  Kulcsszavak: biodiverzitás, pontokáspi inváziós fajok, áramlás.  Bevezetés A biológiai inváziók napjainkban megoldatlan természet-védelmi, ökológiai problémát jelentenek. Az invazív fajok megjelenése, előretörése jelentősen hozzájárul a globális biodiverzitás-csökkenéshez, mely növeli az ökoszisztémák sérülékenységét és őshonos fajok kipusztulásához vezet. Az invazív fajok terjedését tartják a biodiverzitás-csökkenés második fő okának, napjainkban pedig az inváziók sokaso-dásával a biodiverzitás elvesztésének legfontosabb okaként is említik. Az inváziós fajokkal szembeni védekezési straté-gia kidolgozásának szempontjából fontos az inváziók lefo-lyásának, a faj sikerességének, az ezt befolyásoló paraméte-rek és a környezetre gyakorolt hatásának ismerete.   A biodiverzitás a köves parti zónában, elsősorban Ti-hanyban az elmúlt évek során (2003-2005) csökkent, mely-hez hozzájárulhatott a pontokáspi inváziós fajok előretörése is. A Balatonban 2008 szeptemberében detektált új kagyló-faj a kvagga kagyló, Dreissena bugensis, a kilencedik pon-tokáspi régióból származó jövevény (Balogh és mts., 2010), mely megjelenésével gyors és jelentős változást indukált más ökoszisztémákban is, ahova behurcolták (Strayer és mts, 1999; Vanderploeg és mts, 2002; Higgins and Vander Zanden, Hecky és mts, 2004).  A makroszkópikus vízi ge-rinctelenek megtelepedésének sikerességét, előfordulását és mennyiségi viszonyát számos paraméter befolyásolja, me-lyek egymástól függetlenek, de egymásra szinergista hatást gyakorolhatnak: adott esetben a lárva mennyisége, a fényvi-szonyok (ebből adódóan a mélység), a rendelkezésre álló, megtelepedésre alkalmas felület, annak textúrája, a rajta lé-vő biofilm réteg, a már megtelepedett rögzült élőlények, a táplálékellátottság, a predátorok, az áramlási és oxigénvi-szonyok, valamint az egyéb környezeti paraméterek. Szá-mos tanulmány eredményei azt mutatják, hogy például a Dreissena próbálja elkerülni a hullámhatásnak kitett terüle-tet, mely megnehezíti, vagy lehetetlenné teszi a megtelepe-dést. Zhang és mts. (1998) laboratóriumi kísérleteik során az tapasztalták, hogy a 3-12 mm-es kicsi kagylók az árnyé-kosabb, alacsony turbulenciájú területeket választják és ott a növekedési rátájuk is jelentősebb. Bár az erős áramlások e-setenként kedvezhetnek a lárva mozgásának az oxigénvi-szonyok és a táplálékellátottság szempontjából, a hullámzás kedvezőtlen volta feltehetően fontos paraméter a mortalitás szempontjából (Borcherding és Strum, 2002). Dolmer és Swane (1994) hasonlót írtak le a kékkagylónál (Mytilus edulis), miszerint a bisszuszfonal erősségét a turbulencia nagymértékben befolyásolja. A két Dreissena faj közül a kvagga kagyló kevésbé toleráns a nagyobb áramlással szemben, mint a vándorkagyló, mely nagyobb sodrású fo-lyószakaszokban is jelentősebb gyakorisággal található meg, mely a vándorkagyló kvagga kagylóval szembeni gyorsabb, erősebb bisszuszfonalképzéséből adódhat (Preyer és mts, 2009).   A Balatonba bekerült legújabb inváziós kagylófaj a kvagga kagyló megjelenésével közel egy időben kezdett kí-sérlet célja a szukcesszió, rekolonizációs folyamatok nyo-mon követése különböző áramlási viszonyok esetén. A megtelepedett makroszkópikus gerinctelenek közül az új fajt és a domináns pontokáspi fajokat tárgyaljuk részletesen. Anyag és módszer  1. kép. Kihelyezett aljzat rajza A kolonizációs kísérlethez, megterveztetett, kivitelezte-tett aljzatokat (2 darab, 1x1 méter, egyenként 60 darab meg-közelítőleg egységes, tenyérnyi nagyságú követ tartalmazó aljzat) helyeztünk ki a Balatonba a Balatoni Limnológiai In-tézet területén (1 kép). Előzőleg két pontot választottunk ki, a Kis-öbölben lévő híd előtt és ettől távolabb a part mentén, ahol 2 héten át, különböző áramlási körülmények mellett (sima víztükör, fodrozódó, viharos víz) Doppler áramlásmé-rő műszerrel mértük az áramlást. A két aljzatot 2009. au-gusztus 3-án helyeztük ki. Egy hónapon át 3 naponta emel-tünk ki 3-3 darab követ, majd havonta októberben, novem-berben és decemberben, ezt követően pedig évente 2010, 2011 és 2012-ben. Mindezzel párhuzamosan zooplankton mintát vettünk Schindler-Patalas plankton mintavevővel és mértük a környezeti változókat (hőmérséklet, pH, vezetőké-pesség, oldott oxigén és áramlás; a vízfelszín állapotát, a szélirányt, a szélerősséget is feljegyeztük). A kitelepedett makroszkópikus gerinctelen állatokat okulármikrométerrel ellátott sztereomikroszkóp alatt azonosítottuk, számláltuk, illetve mértük a két kagylófaj hosszát. Meghatároztuk a megtelepedett állatok tófelület egységre eső denzitását, va-lamint kagyló populáció-összetételt vizsgáltunk és Shannon -diverzitási indexet kalkuláltuk. 10 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2013. 93. ÉVF.5-6. SZ.  Eredmények A mért RMS-turbulencia értékek 1,17 és 12,6 cm s-1 közt változtak. A turbulencia összességében a hídnál nagyobb-nak mutatkozott. Nagyobb áramlásoknál (erős szélben) az RMS-turbulencia értékek közel azonosak a két mintavételi ponton (átlagosan 10,8±2,4 cm s-1), kisebb áramlások mel-lett (szélcsendben, gyenge szél esetén) azonban nagyságren-dekkel jelentősebb (közel hátomszoros érték is előfordult) a hídnál (átlagosan 8±0,9 cm s-1), mint a parton (átlagosan  2,7±1,3 cm s-1).  A pontokáspi fajoknak a part közeli mintavételi ponton majdnem minden esetben nagyobb volt a relatív abundanci-ája, mint a hídnál. Az egyéb kitelepedett állatok esetén pe-dig éppen az ellenkezőjét figyelhetjük meg, miszerint a híd-nál nagyobb, a part közelében pedig kisebb arányban tele-pedtek ki (1. ábra). 0%20%40%60%80%100%aug.szept.okt.nov.dec.aug.szept.okt.nov.dec.2009201020092010híd part híd partDikerogammarus sp.Dreissena polimorphaDreissena bugensisChelicorophium curvispinumegyéb állat 1. ábra. A Pontokáspi inváziós fajok relatív abundanciája (%), napi, havi és éves mintavétalak alapján csoportosítva A kezdeti közel 50-50 %-os D. bugensis-D. polymorpha arány két év elteltével jelentősen változott, a kvagga kagyló relatív abundanciája közel hatszor akkora volt, mint a ván-dorkagyló. A tegzes bolharák kezdeti sikeres kitelepedését követően két év elteltével számottevően csökkent ezzel szemben a Dikerogammarus fajok aránya, mely folyamatos kismértékű növekedést mutatott. Az egyéb kitelepedett ős-honos fajok kezdetben a minták közel 40 %-át alkották, 2010-re arányuk jelentősen csökkent (közel hetedére), majd 2012-ig folyamatos kismértékű növekedést mutatott (1. áb-ra). A Shannon diverzitási index szignifikáns (ANOVA, p< 0,05) eltérést mutatott két mintavételi pont esetén (2. ábra). 0,000,501,001,502,002,50napi havi éveshídpart 2. ábra. A Shannon diverzitási index alakulása napi, havi és éves mintavételek alapján csoportosítva 0,005,0010,0015,0020,0025,002010.07.21 2010.07.21 2011.08.18 2012.08.24PART HÍDDpDb 3. ábra. Dreissena (Db: kvaggakagyló, Dp:vándorkagyló) átlaghosszok (mm) éves mintavételek alapján  A kvagga kagylónak az átlaghossza mindkét mintavételi ponton és mindhárom évben jelentősebbnek mutatkozott (3. ábra), mely a napi és a havi mintavétel esetén is elmondha-tó. A finomabb mérettartomány szerinti felosztás is azt szemlélteti, hogy a kvagga állomány jelentős részét 10 és 22 mm közti, míg a vándorkagyló állomány nagy hányadát 7 és 17 mm közötti egyedek alkotják (4. ábra).  Konklúzió, diszkusszió A hídnál kiválasztott mintavételi pont jelentős mértékű állandó áramlásnak kitett, míg a partközeli pontra szélcsen-des időben számottevően kisebb áramlás a jellemző. A két mintavételi pont közt szélcsendben mért áramláskülönbség egy küszöböt elérve, erős szél és nagy hullámzás mellett el-tűnik. A hídnál szélcsendben mért RMS-turbulencia, 400 – 600 cm s-1 szélsebesség által keltett erősebb balatoni hul-lámzásnak felel meg (Baranyai, 2012). A kísérlet során megfigyeltük, hogy a vizsgált pontokás-pi fajok (D. polymorpha, D. bugensis, C. curvispinum) e-gyüttes abundanciája a part közelében mindig nagyobb volt, mint a hídnál. Ennek oka lehet, hogy az itt uralkodó körül-mények, többek közt az általunk mért csekélyebb turbulen-cia jobban kedveznek mind a tegzes bolharák, mind a Drei-ssena számára. Számos tanulmány is alátámasztja, hogy a kagylók nem preferálják az erős hullámzást, próbálják elke-rülni a hullámhatásnak kitett területeket (Zhang és mts., 1998). Tehát az áramláserősség alapvetően befolyásolja a vándorkagyló és a kvagga kagyló kolonizációjának helyét, a megtelepedésre alkalmas szubsztrátum kiválasztását, melyet a viharokat követő abundancia csökkenés is alátámaszt. Az egyéb kitelepedett bevonatlakók számára kedvezőnek bizo-nyúlhatott a nagyobb turbulenciájú terület és előnyt, megte-lepedésre alkalmas területet jelenthetett a pontokáspi invázi-ós fajok kisebb számú jelenléte. A Shannon-diverzitási in-dex alapján is jelentősebb e területek biodiverzitása. A tegzes bolharák és a Dreissena fajok (kvagga-, ván-dorkagyló), valamint a két Dreissena faj között alakult ki jelentős kompetíció, melyhez hasonló versengést tapasztal-tak Molloy és mts., 1997; van der Velde és mts., 1994, 11  1998; Rajagopal és mts., 1998, amely azzal magyarázható, hogy mindhárom faj szűrőszervezet és apró szemcséjű szer-ves anyaggal, fitoplanktonnal táplálkozik. A kísérlet során a kvagga kagyló mindig nagyobb egyedszámú volt, mint a vándorkagyló. Kezdetben a tegzes bolharák dominált, majd az élőbevonat állandósulását követően a Dreissena fajok a-ránya volt jelentősebb. A kvagga kagyló jelentősen vissza-szorította a vándorkagylót és a tegzes bolharákot 2012-re, míg a Dikerogammarus fajok aránya, ha csak kis mértékben is, de folyamatosan növekedett a négy év során.  Híd 2010 Dp.051015202 7 12 17 22 27Híd 2010 Db.051015202 7 12 17 22 27Híd 2011 Dp.051015202 7 12 17 22 27Híd 2011 Db.051015202 7 12 17 22 27Híd 2012 Dp.051015202 7 12 17 22 27Híd 2012 Db.051015202 7 12 17 22 27Part 2010 Db.051015202 7 12 17 22 27Part 2010 Dp.051015202 7 12 17 22 27  4. ábra. Hisztogrammok y-tengely: darabszám, x-tengely: hossztartomány (mm) éves mintavétel alapján csoportosítva Köszönetnyilvánítás Köszönetet mondunk a MEH 150002, TÁMOP-4.2.2.A-11/1/ KONV-2012-0038, NKTH-OTKA A08-2 (CNK 801400), TÁMOP-4.2.2.A-11/1/KONV-2012-0064 projekt pénzügyi támogatásért. Köszö-netünket fejezzük ki a kihelyezett aljzat konstruálásában nyújtott segít-ségért Harmati Péternek és a mintavétel, mintafeldolgozás során nyúj-tott segítségért Szabó Henriettének, P.-Klein Tündének, Starkné Mecs-nóbel Ildikónak. Irodalom Balogh Cs., Nédli J., Purgel Sz., G.-Tóth L. és Major Ágnes (2010): pontokáspi inváziós fajok a Balatonban egy új jövevénnyel kiegé-szülve. – Hidrológiai Közlöny 90/6: 8-10. Baranyai E. (2013): Környezeti változók hatása a rákközösségek szer-kezetére, PhD értekezés, Veszprémi Egyetem, 1-103. Borcherding J. and Strum W. (2002): The seasonal succession of mac-roinvertebrates, in particular the zebra mussel (Dreissena polymor-pha), in the River Rhine and two neighbouring gravel-pit lakes monitored using artificial substrates. – International Review of Hydrobiology 87: 165-181. Dolmer P. and Swane I. (1994): Attachment and orientation of Mytilus edulis L. in flowing water. – Ophelia 40: 63-74. Higgins S. N., and Vander Zanden M. J. (2010): What a difference a species makes–A meta-analysis of dreissenid mussel impacts on freshwater systems. – Ecological Monographs 80/2:179–196. Hecky R. E., Smith R. E., Barton D. R., Guildford S. J., Taylor W. D., Charlton M. N., and Howell T. (2004): The nearshore phosphorus shunt–A consequence of ecosystem engineering by dreissenids in the Laurentian Great Lakes-Canadian Journal of Fisheries and Aqu-atic Sciences 61:1285–1293. Peyer S. M., McCarthy A. J. and Lee C. E. (2009): Zebra Mussel an-chor byssal threads faster and tighter that quaga mussel in flow. – The Journal of Experimental Biology 212:2027-2036. Strayer D. L., Caraco N. F., Cole J. J., Findlay S. and Pace M. L. (1999): Transformation of freshwater ecosystems by bivalves: A case stu of zebra mussels in the Hudson River–ioscience 49: 19-27. Vanderploeg H. A., Nalepa T. F., Jude D. J., Mills E. L., Holeck K. T., Liebig J. R., Grigorovich I. A. and Ojaveer H. (2002): Dispersal and emerging ecological impacts of Ponto-Caspian species emer-ging in the Laurentian Great Lakes. – Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 59: 1209-1228 Zhang Y., Stevens S. E. J. and Wong T-Y. (1998): Factors affecting re-aring of settled zebra mussels in a controlled flow-through system. – Progressive Fish-Culturist 60: 231-235.  Macroinvertebrate succession in different turbulence conditions 1Cs. Balogh, 2J. Csaba, 3Sz. Purgel, 1J. Nédli and 1L. G.-Tóth Abstract  The biodiversity in the stony littoral zone, especially at Tihany reduced in the past years. It may due to the improvement of the wa-ter quality and the invasion of the Ponto-Caspian species. The aim of the research is to follow the succession and recolonization process of macroinvertebrate in different turbulence conditions paralell with the appearance of the new ponto-caspian invador, qua-gga mussel. We placed two natural substrata (exposed in different velocity conditions, 60 stones per substrata) at the bay of Kis, in Tihany. We started the sampling in the 3rd of August 2009 by taking samples three days a month, than monthly (August-Decem-ber) ongoing from 2010 to 2012. We studied the colonised macroinvertebrates and the zooplankton. We found competition betwe-en the two Dreissena species and C. curvispinum. D. bugensis densities were always higher than D. polymorpha densities. At the begining of the experiment C. curvispinum dominated in the encrustion, after the perpetuance Dreissena species became the domi-nant species with lower relative abundance in less turbulent area. This is also confirmed by the reduction of the invasive species re-lative abundance after storm. Key words: biodiversity, Ponto-Caspian invasive species, velocity.        

Balatonban élő Pontokáspi fajok kitelepedése és hosszú távú vizsgálata természetes aljzatokon

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Repository of the Academy's Library