Az ELKH Ökológiai Kutatóközpont Duna-kutató Intézetének kutatói egy alföldi kisvízfolyást vizsgálva kimutatták, hogy a gyors lefolyású és nagy intenzitású zavarásoknak – például a heves, rövid ideig tartó esőzéseknek – jelentős hatása van a bevonatalkotó algaközösség sokféleségére és a bevonat képződésére, még a viszonylag stabil vízjárású időszakokban is. Ez a negatív hatás az erősen zavart időszakokban fokozódik: ilyenkor a szélsőséges tulajdonságokkal bíró fajok válnak tömegessé a közösségen belül. A szélsőséges időjárási események ugyanakkor a kutatók megfigyelése szerint nem csökkentették a közösség funkcionális gazdagságát, tehát a bentikus algaközösségek képesek megőrizni funkciójukat, amennyiben a kedvezőtlen időszak nem tartós. Az erről szóló tanulmány az Ecohydrology folyóiratban jelent meg a közelmúltban.

Korunk egyik legnagyobb ökológiai kihívását a globális klímaváltozás jelenti, továbbá szintén nagy feladat az általa kiváltott szélsőséges időjárási események közösségformáló szerepének a feltárása a felszíni vizekben. A szélsőséges időjárás ugyanis a vízellátás kiszámíthatatlan változásához vezet, amelynek legszembetűnőbb megnyilvánulási formája kisvízfolyások esetében a meder egyre gyakoribb kiszáradása, illetve a villámáradás. Ezek az anomáliák pedig rendkívül nagy terhet rónak az ott élő közösségekre, legyen szó makroszkopikus vagy mikroszkopikus méretű élőlényekről.

A bentikus (azaz a vízben lévő szilárd felületeken élő) algák meghatározó szerepet töltenek be felszíni vizeink anyagforgalmában, az itt zajló oxigéntermelésben, valamint az aljzatot stabilizáló élőbevonat kialakításában. Mivel ezek érzékenyen reagálnak a környezetükben bekövetkező változásokra, a kiszámíthatatlan vízszintingadozások, illetve a kisvizek mind gyakoribb és hosszabb ideig tartó kiszáradása alapvető szerkezeti átalakulásokat okoz az algaközösségekben. Ennek eredményeként csökken e közösségek biológiai sokfélesége – azaz diverzitása –, ami végül a teljes táplálékhálózatra kihat, ugyanis lecsökkenti más élőlénycsoportok szaporodó- és élőhelyeinek a számát, és/vagy a rendelkezésre álló táplálékforrás minőségét és mennyiségét.

A kutatók megtelepedési – úgynevezett kolonizációs – kísérletben vizsgálták egy alföldi vízfolyás esetében, hogy hogyan hatnak az egyes időjárási események a bevonatalkotó algákra egy stabil vízállású, közepesen zavart időszakban, illetve egy ingadozó vízállású, erősen zavart időszakban. Az algák megtelepedését 84 napon keresztül kísérték figyelemmel. A vizsgálat végére a kisvízfolyás teljesen kiszáradt.

Az alföldi kisvízfolyás medre és a kihelyezett falapocskákon képződött algabevonat a stabil vízállású időszakban (Fotó: Lukács Áron)

Az alföldi kisvízfolyás medre és a kihelyezett falapocskákon képződött algabevonat az ingadozó vízállású időszakban (Fotó: Lukács Áron)

Az eredmények egyértelmű különbséget tártak fel a két időszak között a bevonatalkotó algaközösség összetételét illetően.

A kolonizációs kísérlet eredményeinek összefoglaló ábrája

A közepesen zavart, stabil vízállású időszakot leginkább a nagy méretű, gyengén rögzülő fonalas és kolóniaképző, illetve a nagy méretű mozgékony algák részesítették előnyben. Ugyanakkor egy rövid ideig tartó, heves esőzés, majd az azt követő enyhe – ami magát a vízállást igazából nem befolyásolta jelentősen – a közepes és kis méretű, jellemzően egysejtű fajok elszaporodása felé tolta el az algaközösség összetételét. Az erősen zavart időszakban a kis méretű, erősen rögzült, vagy mozgékony fajok mennyisége tovább emelkedett, míg a fonalas és koloniális nagy méretű fajoké drasztikusan lecsökkent. Meglepő módon a taxonok száma nem csökkent az erősen zavart időszakban, vagyis az esetlegesen kikerülő fajok mellett mindig voltak olyanok, amelyek újonnan jelentek meg a közösségben. Ezzel ellentétben maga a taxonómiai és filogenetikai diverzitás jóval alacsonyabb volt ebben az időszakban, mint a stabil vízállású, közepesen zavart periódusban. Ez azt jelenti, hogy szinte rokon fajok alkották a közösséget, amelyen belül egy-egy nagy tűrőképességű, alkalmazkodóképes faj vált tömegessé a zavarás hatására.

Egy közösségen belül nemcsak az számít, hogy melyik faj, és pontosan hány faj fordul elő az adott élőhelyen, hanem az is, hogy ezek a fajok milyen tulajdonságokkal rendelkeznek. Ezek alapján ugyanis az adott faj közösségen belüli szerepére, funkciójára lehet következtetni. A mostani vizsgálatra is érvényes, hogy minél diverzebb funkcionális szempontból egy közösség, annál nagyobb az ellenálló képessége. A kutatók előzetesen azt feltételezték, hogy a szélsőséges időjárási események a közösség funkcionális sokféleségét jelentős mértékben csökkenteni fogják, növelve ezáltal annak sérülékenységét. A vizsgálat eredményei azonban ezt a feltevést csak részben támasztották alá. A funkcionális divergencia – mely a szélsőséges tulajdonságokkal bíró taxonok térnyerését hangsúlyozza a közösségben – egyértelműen nagyobb volt az erősen zavart időszakban. A funkcionális gazdagság ellenben nem tért el a két periódus között.

Ezek az eredmények azt mutatják, hogy a vizsgálat ideje alatt a vízállásban bekövetkező drasztikus változások miatt az is megváltozott, hogy milyen funkciót tud hatékonyan ellátni az adott algaközösség. A stabil vízállású, közepesen zavart időszakra jellemző tulajdonságok ugyanakkor nem tűntek el a rendszerből, csak az arányok változtak meg. Tehát amennyiben a szélsőséges időjárási események tartósak, az a negatív hatások felerősödését okozhatja az algaközösségben, fokozva annak sérülékenységét. Ám amennyiben a kedvezőtlen hatás nem tartós, a közösség regenerálódhat, és nem veszít a funkciójából. A legújabb klímaszcenáriók azonban a szélsőséges klímaesemények számának és intenzitásának növekedését jósolják a Kárpát-medencében. Ez pedig várhatóan a bevonatalkotó algaközösségek taxonómiai és funkcionális összetételének jelentős átalakulásához vezet majd, amely befolyásolja az adott élőhely működését és egészségét is.

Publikáció:

Lukács Á., Bácsi I., Nemes-Kókai Zs., Borics G., Várbíró G., T-Krasznai E., B-Béres V. (2021) Strong influence of climatic extremes on diversity of benthic algae and cyanobacteria in a lowland intermittent stream. Ecohydrology e2286.