Új zöldalgafajt fedeztek fel kutatóink Szentendrén
Amikor az élővilág fajgazdagságáról vagy éppen a rejtett, általunk nem ismert és esetlegesen veszélyeztetett diverzitásáról esik szó, akkor ritkán gondolunk mikroszkopikus élőlényekre. Pedig egyes kutatók becslései szerint mindössze körülbelül 10 000 fajt ismerünk a Földön élő 300 000, mások szerint akár 700 000 mikroszkopikus méretű fotoszintetizáló szervezet, az úgynevezett mikroalgafaj közül.
„Ezek a számok igen meglepőek, hiszen a tudomány és a környezeti minták DNS-szekvenálási módszereinek rohamos fejlődése következtében feltételezhetnénk, hogy az egyes fajok azonosítása ennél egyszerűbb, és az elmúlt évtizedek során nagyrészt megtörtént már – mondta el Kutasi József címzetes docens, az Albitech Kft. kutatásvezetője. – Ugyanakkor egy-egy faj tudományos leírásához nem elegendő a környezetben jelenlévő DNS-ét megtalálni és elemezni, hanem elengedhetetlen, hogy az új fajból tiszta, más fajokkal nem szennyezett tenyészetet sikerüljön fenntartani laboratóriumi körülmények között. Ezt a kritikus lépést végezte el Greipel Erika a laboratóriumunkban, majd az így kapott tenyészetet a DNS-vizsgálatok mellett részletes fénymikroszkópos, elektronmikroszkópos és egyéb vizsgálatokkal jellemeztük az ELTE-n.”
Az algakultúrák fenntartása nem kis munka, ráadásul sok esetben fordul elő, hogy ugyanazon fajt a világ több pontján, egymástól függetlenül izolálják és leírják kutatók, majd más néven nevezik el. Ezért a mikroszkopikus algák nevezéktana és rendszertana rendkívül bonyolult, és minden új fajból – a herbáriumi mintapéldányokhoz hasonlóan – fagyasztva szárított (liofilizált) és élő, tiszta tenyészeteket is szükséges leadni törzsgyűjteményekbe, hogy a későbbiekben mások is tudják használni és vizsgálni ezeket.
A szentendrei Kőhegyi-tó.
A szentendrei időszakos Kőhegyi-tóban élő Chlorococcum nemzetségbe tartozó zöldalgák még viszonylag nagyméretűek, így sejtjeiket fénymikroszkópban is apró zöld gömbök formájában megfigyelhetjük, de Felföldi Tamás és Solymosi Katalin korábban már dolgoztak együtt ennél is kisebb pikoalgák jellemzésén, melyek sejtjei 2 mikrométernél (tehát körülbelül a milliméter ezredrészé-nél) is kisebbek. Az ELKH Balatoni Limnológiai Kutatóintézetének munkatársaival – Somogyi Boglárkával és Vörös Lajossal – szikes tavakból írtak le egy új pikoalgafajt és egyben új nemzetséget (Chloroparva pannonica gen. et sp. nov.), illetve segítettek egy bonyolult nevezéktani és rendszertani probléma megoldásában egy másik nemzetségnél és fajnál (Pseudochloris wilhelmii gen. et sp. nov.) is.
Az ilyen kis méretű algák esetében egyszerűen alig van kézzelfogható morfológiai bélyeg, sok esetben az ivaros szaporodás sem feltétlenül figyelhető meg, így jobb híján például a sejtfal mintázata, rétegződése, vastagságának nanométeres eltérései, a zöld színtest belső szerkezete, az ostorok jelenléte vagy hiánya alapján lehet elkülöníteni egymástól a fajokat. Ezeket a részletes ultrastrukturális vizsgálatokat nem lehet fénymikroszkópban elvégezni, hozzájuk szükség volt transzmissziós elektronmikroszkópos elemzésekre, melyeket Solymosi Katalin végzett el.
A Chlorococcum szentendrense elektronmikroszkópos felvétele (készítette: Solymosi Katalin).
„A talajfelszínen is élő Chlorococcum nemzetségből nem csak a most leírt új fajt sikerült izolálni a Kőhegyi-tóból, de a két másik izolált algatörzs esetében a rendszertani és nevezéktani problémák miatt új faj leírására nem volt mód – jellemezte Felföldi Tamás a kutatás nehézsgeit. – Ezek leírását és besorolását gyakorlatilag lehetetlenné teszi, hogy egyikük esetében a DNS-szekvencia alapján legközelebbi rokonnak vagy azonos fajnak tekintett alga tenyészete néhány éve kipusztult a törzsgyűjteményből, így egészen egyszerűen nincsen mihez hasonlítanunk az új izolátumokat.”
Az előzőekből talán érzékelhető, hogy a mikroalgák rejtett diverzitásának és fajgazdagságának feltárása rendkívül nagy kihívást jelent a kutatók számára. Érdemes azonban megemlíteni, hogy az így leírt fajok nagy részét biokémiai vagy egyéb alkalmazott kutatási szempontból is fontos lehet megvizsgálni, de sok esetben erre sincsen kellő anyagi kapacitás és humánerőforrás. Pedig számos mikroalgafaj szolgál a gyógyászat és az ipar számára fontos vegyületekkel, így nem kizárható, hogy a most leírt fajnak is lehet a későbbiekben valamilyen alkalmazási lehetősége. A mostani vizsgálathoz hasonló munkák egyik nagy előnye, hogy a kutatócsoportban közvetlen kapcsolatban állnak az egyetemen elsősorban alapkutatással foglalkozó szakemberek az ipari partnerrel, így talán az új algafaj további, ipari hasznosíthatóságára vonatkozó vizsgálataira is lesz kapacitás.
A kutatásokat részben a Nemzeti, Kutatási és Innovációs Hivatal NKFIH-471-3/2021-es számú projektje, Felföldi Tamás és Solymosi Katalin munkáját pedig az MTA Bolyai János Kutatási Ösztöndíja támogatta.
Erika Greipel, József Kutasi, Katalin Solymosi, Hajnalka Nagy & Tamás Felföldi (2022) Hidden diversity of Chlorococcum (Chlorophyta) in a shallow temporary freshwater lake: description of Chlorococcum szentendrense sp. nov. European Journal of Phycology, DOI: 10.1080/09670262.2022.2076291
Az írás Az Élet és Tudomány 2022 / 26 számában jelent meg.