Mi a különbség az algák és a cianobaktériumok között?

Vasas Gábor

Az algákat táplálékkiegészítőként, sőt, ételként fogyasztják; felhasználják a szennyvíztisztításban; nagyon ígéretesnek tartják a biomasszatermelésben, miközben rendkívül mérgező hatást mutathatnak…

Nemcsak az algák, hanem a cianobaktériumok is lehetnek táplálékkiegészítők: a leggyakrabban emlegetett Spirulina kékalga nem más, mint cianobaktérium. A fotoszintetizáló élőlénycsoportok, például a növények esetében vannak olyan fajok, amelyek jótékony anyagcsere-termékeket állítanak elő, akár az emberek számára hasznosítható formában, és olyanok is, amelyek anyagcseretermékei károsak, mérgezők. Ugyanez a helyzet az algák és a cianobaktériumok esetében. Nagy hibát követünk el, ha általánosságban beszélünk az algák alkalmazásáról; inkább egy-egy fajról vagy csoportról érdemes beszélni.

Az kétségtelen, hogy egyre több, éppen ilyen tömeges elszaporodásra hajlamos cianobaktérium és algafaj képviselői jelennek meg a legkülönbözőbb biotechnológiai alkalmazásokban, köszönhetően speciális fiziológiájuknak vagy éppen különleges metabolit-termelő képességeiknek.

Planktothrix agardii (cianobaktérium) okozta édesvízi algavirágzás

A mi vizsgálataink szempontjából célszerű megkülönböztetni a tengereket, óceánokat és az édesvízi, felszíni víztereket. A tengerekben, óceánokban elsősorban az algák idéznek elő mérgező algavirágzásokat, és bár az édesvizekben is vannak kellemetlen algák, leginkább a cianobaktériumok, vagy ahogy régebben nevezték őket, a kékalgák okoznak gondot.

Ezeknek a fajoknak a tömeges elszaporodása nagyon látványos: a víz erőteljesen elszíneződik kékes-zöldesre, vöröses-sárgásra vagy barnás árnyalatúra. A jelenség gyakran kellemetlen szaggal, ízelváltozással jár. Az adott víztérben szélsőséges oxigénfeltételek teremtődnek, és egyes fajok elszaporodásakor a mérgező anyagcseretermékek káros hatást fejtenek ki bizonyos élőlénycsoportokra. Néhány algavirágzás esetében csak egy-egy élőlénycsoport pusztulását figyelték meg, például kizárólag a halakét, míg más esetekben embereken is kimutattak káros hatást: bőrkiütések jelentek meg, sőt, az ivóvíz-tározókban elszaporodott algák komoly megbetegedésekhez, akár halálhoz vezethettek.

Hogyan vizsgálják a toxicitást?

Ahogy említettem, a toxintermelő képesség az egyes fajokra jellemző, de néha nem is a faj, hanem csak néhány populáció bocsát ki mérgező anyagot. Ez azt jelenti, hogy egy algáról vagy cianobaktériumról nem tudjuk megállapítani a mikroszkóp alatt, hogy toxintermelő-e vagy sem. Ezért műszeres analitikai, bioanalitikai eljárásokat alkalmazunk. Ilyenkor az adott víztérben vagy élőlénycsoportban detektáljuk a toxinokat.

A toxinok kémiai szempontból és hatásmechanizmusuk szerint is nagyon változatosak. A tengerekre, óceánokra elsősorban a kisebb alkaloid típusú toxinok a jellemzők, amelyek nagyon erős idegmérgek. Az édesvizekben peptid típusú, hepatotoxikus anyagok jelennek inkább meg.

Ezek a májat támadják meg?

A legelső laboratóriumi tesztekben valóban ezt figyelték meg, de ennél összetettebb a hatásmechanizmusuk, a legkülönbözőbb molekuláris útvonalakra képesek hatni. Nem véletlen, hogy egyes gyógyszerfejlesztések során igen nagy érdeklődésre tartanak számot.

Tudunk védekezni a mérgező algák ellen?

Az lenne a legjobb, ha a felszaporodást akadályozhatnánk meg. Miből ered a tömeges megjelenés? A 20. század közepétől a felszíni vizeinket ért szervetlenanyag-terhelés – a különböző műtrágyák, fosztfátalapú mosószerek használata –, erősen megnövelte a foszfor- és a nitrogénkoncentrációt. Ezeknek az elemeknek a megjelenési formái nemcsak egyes növények számára nagyon jó tápanyagok, hanem az algák, cianobaktériumok számára is, hiszen ők is fotoszintetizáló, növényi sajátságokat mutató szervezetek. A műtrágyák, mosószerek miatt elszaporodhatnak, ami mind a mai napig komoly probléma.

Egy páncélosalga (Dinophyceae) okozta tengeri algavirágzás

Hogyan tudjuk megakadályozni az algavirágzást? Természetesen úgy, hogy csökkentjük a szervetlenanyag-terhelést. Valljuk be, kicsit késésben vagyunk, mert felszíni vizeink jelentős része már rendelkezik ezekkel a tápanyagokkal, ezért a nyári, melegebb időszakban bizony a Föld bármely területén megfigyelhető ez a jelenség. Ilyenkor kétféle megközelítést alkalmazunk. Vagy fizikai módszerrel távolítjuk el az algákat, vagy vegyszert használunk, amivel néha nagyobb kárt okozunk, mintha egyáltalán nem nyúlunk a vízhez. A réz-szulfát vagy más algaölő szerek hatására elpusztulnak ugyan az élő sejtek, de anyagaik, például a toxinok, a vízbe kerülnek, és akár veszélyesebbek is lehetnek a sejteknél. A jelenség kezelése tehát kellő megfontolást igényel. A legígéretesebbek azok a biomanipulációs, komplex eljárások, amelyek során inkább a kevéssé ártalmas fajok elszaporodásának adunk teret.

2016. április