Új faj a tudomány számára: a „tavi székely bacilus”

Mikrobiológiával foglalkoznak és baktériumokkal. Hol vesznek mintákat a kutatásaikhoz?
A mikrobiológiának sok ága van – például az élelmiszeripari mikrobiológia és az orvosi mikrobiológia. Ezek inkább alkalmazott területek. Amivel mi foglalkozunk, az a környezeti mikrobiológiának nevezett szakterület. Érdeklődésünk középpontjában jelenleg a különböző vizes élőhelyek planktonikus baktériumai és algái állnak. A planktonikus azt jelenti, hogy ezen parányi élőlények vízben lebegő életmódot folytatnak.
Természetes vizes élőhelyeket vizsgálunk – jelentős részük valamilyen szempontból különleges vagy extrém. Sós, savas, alkalikus (magas a pH-ja), vagy zavaros a vize. Többségük sekély, ezért érzékenyek az időjárás változásaira, a globális klímaváltozás hatásainak is modelljeként szolgálhatnak. A mérsékelten sós, sekély tavak (mint amilyenek a szikeseink) száma, jelentősége, például, megnövekedhet a jövőben, gondoljunk csak a világóceánok szintjének emelkedése következtében az édesvizekbe bemosódó tengervízre vagy a kontinentális édesvizek sótartalmának megemelkedésére a száraz éghajlatú, csapadékban szegény területeken.
Mintavételi helyeink egyébként felölelik a Kárpát-medencét, de az utóbbi években több expedíciót is szerveztünk a kollégákkal Eurázsia különböző területein. Magyarországon leginkább a kiskunsági szikes tavakat vizsgáljuk. A szomszédos országok közül Ausztriában a Fertőből és a Fertőzugnál vettünk mintát, vizsgálódtunk szerbiai szikes tavakban is, Erdélynek a sós tavaiban, például a szovátai Medve-tóban. Különlegesnek tekinthető a Szent Anna krátertó és a mellette lévő Mohos tőzegmoha láp. A Kárpátok részét alkotó Csomád-hegységben vannak egészen savas, 2-3-as pH értékkel rendelkező kis lábvizek, vagy ahogy a helyiek hívják, „feredők”. Ezek tulajdonképpen a hegység utóvulkáni tevékenységének köszönhetően a kibugyogó gázok miatt elsavasodó kis pocsolyák. Az élőhelyeknek egy jelentős része természetvédelmi szempontból is nagyon fontos, különösen a sekély szikes tavak: a vízi és a vonuló madaraknak a pihenő- és élőhelyei. Tehát kitüntetett jelentőségük van a madarak szempontjából is, viszont a baktériumok által végzett anyagátalakítási folyamatok ezekben a vizekben javarészt még ismeretlenek.

Van Magyarországon védett baktériumfaj? Létezik egyáltalán olyan a világon, hogy természetvédelmi szempontból védett baktérium?
Nem tudok ilyenről, valószínűleg nincs ilyen, legalábbis nem olyan értelemben, mint ahogy a tavaszi hérics védett. Mert például az élőhelyet lehet védeni, ahol egy adott baktérium él. Számos ilyennel találkozhatunk, gondoljunk csak a nemzeti parkokra, amelyek többnyire valamilyen szempontból különleges természeti kincseket rejtenek. Sokszor extrém környezeti feltételekkel – talán nem kell bemutatni a Yellowstone Nemzeti Parkot senkinek. Az előbb említett szikes tavak is ilyenek a Kiskunsági Nemzeti Parkban. Legyen szó hőmérsékleti vagy pH jelentette szélsőségről, sok baktérium megtalálja a szaporodásához szükséges életfeltételeket ezeken a helyeken is. De „védeni” lehet egy baktériumot vagy éppen több törzs keverékét tartalmazó ún. konzorciumot szabadalommal is. Egy mikroorganizmus szabadalmi letétbe helyezése például akkor lehet fontos, ha valamilyen értékes hatóanyagot termel, szennyezőanyagot képes bontani vagy egyéb biotechnológiai célra használható.

Viszont ha már biológiai sokféleség, biodiverzitás: munkájuk során leírtak sok új fajt a tudomány számára. Nem csak baktériumokat, hanem más rendszertani csoportokba tartozó élőlényeket is. Erről tudna egy kicsit mesélni? Összesen hány fajt, milyen rendszertani csoportokból?
Ezek a fajleírások együttműködések keretében zajlanak. Ma már viszonylag ritka az, amikor egy vagy két ember ír le egy új fajt. Baktériumok és algák esetében ez általában 5-10 szerzőt jelent. Van, aki a kemotaxonómia szakértője, tehát a sejtek kémiai összetételét elemzi. Mások a DNS-elemzési munkákat végzik. A biokémiai tesztek szakértője megnézi, hogy milyen hőmérsékleti, pH körülmények között szeret szaporodni egy adott baktérium, illetve, hogy milyen szénforrásokat képes hasznosítani. Aztán a közeli rokonokkal összehasonlítva meg kell keresnünk azokat az elkülönítő bélyegeket, amelyek alkalmasak arra, hogy ezt a fajt azonosítsuk és elkülönítsük a rokonoktól. Az utóbbi időben kulcsszerepe lett a DNS-en alapuló munkának. Ugye a DNS az, ami kódolja az élőlényeknek a tulajdonságait, de a benne felhalmozódó mutációk alapján az evolúciós változások is nyomon követhetők. A DNS-nek vannak olyan szakaszai, amelyek alkalmasak arra, hogy faji azonosítást végezzünk, tehát beazonosítsunk egy adott taxont.

Felföldi Tamás baktériumtörzset olt át az ELTE laboratóriumában.

Forrás: Bajomi Bálint

A baktériumok mellett foglalkoztam, foglalkoztunk új algafajok leírásával is. Az egyik kiskunsági szikes tóból sikerült leírnunk egy új alganemzetséget – a nemzetség a közeli fajok csoportját jelenti a rendszertanban. Az utóbbi időben televényférgek fajleírásával is foglalkozom – ide szintén beszivárognak a DNS vizsgálatok. Manapság már elvárás az, hogy ne csak a morfológiai tulajdonságok és elkülönítő bélyegek jelenjenek meg egy adott cikken belül, hanem DNS adatokkal, BAR-kódokkal is kiegészítsünk egy-egy leírást. Ezáltal adatbázisokon keresztül elérhetővé válik az új fajok DNS ujjlenyomata a későbbi kutatások számára.
Ami pedig a számokat illeti: összesen 42 új fajt és 10 új nemzetséget írtunk le a kollégákkal, Dózsa-Farkas Klárával, Tóth Erikával, Máthé Istvánnal, Somogyi Boglárkával, Vörös Lajossal, Boros Emillel, Szabó Attilával, Márialigeti Károllyal és a többi itt meg nem nevezett hazai és külföldi kutatóval, egyetemi hallgatóval együttműködésben végzett vizsgálataink során. Az új fajok többsége egyébként televényféreg.

Benne van a nevében, hogy televény, akkor ezek a férgek a tavak alján lévő iszapban élnek?
Ott is, de a talajban rengeteg található ezekből az apró, néhány milliméteres kis állatokból. Nagyon jelentős az anyagforgalmi szerepük, hasonlóan a tavak vizében élő baktériumokhoz.

Kérem, mondjon egy konkrét példát egy faj latin elnevezésére! Hogyan történik ez?
Az elnevezés követi az állat- és növényvilágban is megszokott kettős nevezéktant. Tehát van a nemzetség neve és a fajnév. Például ebben az évben egy Siculibacillus lacustris nevű különleges baktériumot írtunk le. Ez a faj morfológiai szempontból azért érdekes, mert csillag alakú képződményeket, úgynevezett rozettákat hoz létre. 5-20 sejt összekapcsolódik, és egy szép morfológiai struktúrát alkot. A neve pedig, ha latinról magyarra fordítjuk: Siculibacillus, tehát székely bacilus. A lacustris pedig azt jelenti, hogy tóból származik. Tehát, hogy ha nagyon magyarítani szeretnénk, akkor „tavi székely bacilusnak” lehetne fordítani. Általában a nevek vagy az izolálás forrására, egy helyre, egy országra, egy földrajzi régióra utalnak, de egy kutatóról is el lehet nevezni egy új taxont. És nyilván a tulajdonságairól is, hogy szereti a hideget, szereti a meleget, piros színű telepeket képez vagy éppen sárgát, mozgásképes-e, vagy sem. Ezek mind-mind megjelenhetnek a latin tudományos névben.

A Siculibacillus lacustris baktériumfaj rozettái fáziskontraszt mikroszkópos képen.

Forrás: Bajomi Bálint

A különleges élőhelyek hogyan befolyásolják a baktériumközösséget? Munkájuk során foglalkoznak táplálékhálózattal, környezeti körülményekkel. Milyen eredményeket kaptak ezzel kapcsolatban?
A szikes tavak különlegessége részben az ionösszetételükből adódik. A magyarországi szikesekben a nátrium mellett a karbonát és hidrogén-karbonát ionok jelennek meg nagy mennyiségben. Sekélységükből adódóan nagy a napi hőingás, alkalikusak, tehát a pH érték 9-10 között van. Sokszor zavaros a vizük az agyagkolloidoktól, vagy esetleg színes a humin anyagoktól. Ezekhez a különleges tulajdonságokhoz, extremitásokhoz a baktériumoknak is alkalmazkodniuk kell, de nemcsak a környezeti feltételekhez, hanem az itt élő egyéb élőlényekhez is valahogy viszonyulniuk kell.
A vonuló madarak például jelentős mennyiségű tápanyagot juttatnak a vízbe, az elszaporodó algák pedig megnövelik a tavak oxigéntartalmát. És nyilván, maguk a baktériumok táplálékforrásként is szolgálnak, például a zooplankton számára. Tehát vannak környezeti hatások, és élőlények közötti kapcsolatok, amiket próbálunk feltérképezni. A pusztai táj vagy egy ködtől fátyolos krátertó szépségén gyönyörködve nekünk azért eszünkbe jut az is, hogy milyen különleges mikroszkopikus lények élnek ezeken az élőhelyeken, és izgalmas látni azt is, hogy hogyan képesek alkalmazkodni a környezeti szélsőségekhez.

Az interjút készítette: Bajomi Bálint – bajomi.eu