Planktothrix rubescens — invazivna, toksična cijanobakterija
Planktothrix rubescens je končasta alga iz razdela cijanobakterija, koja luči toksine koji izazivaju pomor živog sveta u vodi, a karakteriše je i invazivnost, to jest pojava nekontrolisanog širenja po dolasku u novi areal, gde vrsta nema prirodnih neprijatelja. Pojavljuje se u različitim vrstama stajaćih i sporotekućih voda, u svetu i kod nas.
Planktothrix rubescens
Planktothrix rubescens ima sposobnost formiranja velike količine biomase u slatkovodnim jezerima i rezervoarima u različitim umerenim do suptropskim vodenim ekosistemima u Evropi, Aziji, Africi i Australiji, što se označava pojmom „cvetanje” algi. Zbog svoje crvene obojenosti, pri masovnom razviću ove alge u morima se javlja pojava pri kojoj more poprima intenzivnu crvenu obojenost – „crvena plima”.
Toksini algi su biološki aktivne supstance koje alge produkuju tokom životnog ciklusa. Imaju ulogu u zaštiti alge od drugih organizama i one ih mogu nakupljati u ćelijama ili lučiti u spoljašnju sredinu. Toksini imaju negativno dejstvo na čoveka i životinje, koje mogu ostvariti direktno, putem ishrane toksičnim algama, upotrebom toksične vode, udisanjem toksičnog aerosola ili direknim kontaktom i indirektno, preko lanaca ishrane. Hepatotoksini predstavljaju grupu fikotoksina, koji izazivaju nekrozu i krvarenje jetre i neki od predstavnika ove grupe toksina su mikrocistin, cilindrospermopsin i nodularin. Alge Microcystis, Planktothrix i Oscillatoria odlikuju se proizvodnjom toksina mikrocistina, koji je visoko toksičan i kancerogen.
Pored toga što produkuje toksine, Planktothrix rubescens se odlikuje i svojom invazivnošću. Invazivne vrste su one vrste živih organizama koje dospevanjem u neko novo stanište, usled nedostatka prirodnih neprijatelja, počinju nekontrolisano da se razmnožavaju i zauzimaju raspoložive ekološke niše. Invazivne vrste su alohtone vrste, to jest ne naseljavaju prirodno stanište u kojem su se prenamnožile, već su slučajno ili namerno u njega unete.
Planktothrix rubescens se u prošlosti javljao u različitim tipovima vodenih akumulacija i vodenih ekosistema sa stajaćom i sporotekućom vodom, poput Ciriškog i Ženevskog jezera u Švajcarskoj, jezera Lac du Bourget i Nantua u Francuskoj, basenu Okito u Italiji, kao i kod nas, u akumulaciji Vrutci, krajem 2013. godine.
Jezero Lac du Bourget
Jezero Lac du Bourget predstavlja najveće prirodno jezero u Francuskoj i spada u grupu jezera koja se nalaze u podnožju Alpa, zajedno sa Ženevskim i Ciriškim jezerom, kao i jezerom Garda. Odlikuje se višestrukim značajem za okolno stanovništvo, jer predstavlja rezervoar vode koja se koristi za vodosnabdevanje, kao i turističku atrakciju i mesto za lokalni ribolov i rekreaciju.
U drugoj polovini 20. veka, ovo jezero pretrpelo je velika zagađenja, što je dalje dovelo do smanjenja kvaliteta vode. Kao posledica procesa eutrofikacije vode, javlja se cvetanje algi i bakterija, uključujući i cvetanje toksičnih cijanobakterija. Razviće ovakvih bakterija vodi smanjenju biodiverziteta, remećenju normalnih veza u lancima ishrane, kao i potencijalnim zdravstvenim problemima ljudi i životinja, izazvanih cijanotoksinima, usled konzumiranja vode ili plivanja u njoj.
Zbog velikog ekonomskog značaja koji jezero poseduje, preduzete su mere za smanjenje zagađenja, koje su podrazumevale smanjenje unosa fosfora u vodu, koji predstavlja glavni limitirajući faktor za razvoj fitoplanktona. Uprkos smanjenju koncentracije fosfora, kao i azota u vodi, došlo je do proliferacije toksične cijanobakterije Planktothrix rubescens, koja je sintetisala visoke koncetracije mikrocistina i tako predstavljala opasnost po zdravlje ljudi iz okolnih gradova, koji se iz jezera snabdevaju vodom za piće.
Izgled vodene površine sa cijanobakterijom Planktothrix rubescens. Izvor slike: https://project.cyanoalert.com/files/images/news/20180608_20170313102048_Lake_Albano_square.jpg
Planktothrix rubescens je crveno obojena alga i sadrži gasne vezikule, koje joj omogućavaju da kontroliše svoj položaj u vodenom stubu i tako zadrži onaj gde je intenzitet osvetljenosti najpovoljniji za vrstu, što je u njenom slučaju nizak intenzitet svetlosti.
Kao razlozi intenzivnog rasta brojnosti vrste izdvajaju se: njena sposobnost da se razvija u srednjim dubinama, između 10m i 20m, gde formira tanak, gust sloj u metalimnionu, u toku kasnog leta, da se razvija u uslovima niske osvetljenosti i da ima mogućnost korišćenja svih talasnih dužina svetlosti, zbog posedovanja fikobilina kao pomoćnih pigmenata.
Takođe, poseduje mogućnost sintetisanja alkalne fosfataze, uz pomoć koje može da koristi organske oblike fosfora, kada su koncentracije neorganskog niske, hrani se heterotrofno, što predstavlja prednost u nutrijentima siromašnoj sredini, a poseduje i alelopatska svojstva i otporan je na ispašu od strane zooplanktona, zbog produkcije toksina i specifične morfologije.
Ove osobine, kombinovane sa opadanjem koncentracije rastvorenog fosfora, blagim zimama i povoljnim letnjim i prolećnim uslovima u staništu, doprinele su pojavi i dominaciji vrste Planktothrix rubescens u ovom jezeru.
Izgled alge Planktothrix rubescens pod svetlosnim mikroskopom.
Akumulacija Vrutci
U decembru 2013. godine, u akumulaciji Vrutci, koja se nalazi na reci Đetinji, došlo je do pojave cvetanja populacije toksične cijanobakterije Planktothrix rubescens. Parametri koji su praćeni multiparametarskom sondom, prilikom istraživanja su: temperatura vode, koncentracija rastvorenog kiseonika, stepen saturacije rastvorenim kiseonikom, hlorofil a, pH vrednost, specifična elektroprovodljivost i ukupna mineralizacija.
Jezero Vrutci je veštačko jezero, nastalo pregrađivanjem reke Đetinje uzvodno od Užica. Jezero je dugo 8 kilometara i nalazi se na 700 metara nadmorske visine. Akumulacija Vrutci predstavlja glavno izvorište užičkog vodovoda, te je cvetanjem ove alge u vodi preko 60 hiljada korisnika iz Užica i okoline ostalo bez vode za piće i pripremu hrane.
Prenamnožavanje algi u jezeru Vrutci
Izvor slike: https://www.blic.rs/vesti/srbija/sluzava-materija-ponovo-obojila-u-crveno-jezero-kod-uzica/szf3lh9
Pri merenju navedenih parametara, nisu uočena nikakva odstupanja na dubini do 30 m, što znači da su cijanobakterije nastanile i duboke delove vodenog stuba. Ni akumulacija ni njene pritoke nisu imale redovan monitoring, koji bi obuhvatio veći broj hemijskih i mikrobioloških parametara, što predstavlja neophodan korak ka sprečavanju prenamnožavanja algi u budućnosti. Zabrana korišćenja vode, koja je stupila na snagu 26. decembra, ukinuta je 7. februara, kada je na cevovod povezano izvorište „Sušička vrela“.
Iz navedenih primera pojave ove invazivne vrste u različitim ekosistemima može se uočiti važnost sprovođenja redovnom monitoringa brojnosti vrste, kao i drugih parametara. Postoji veliki broj faktora čija najmanja promena može poremetiti ravnotežu u ekosistemu, te se njihovim redovnim praćenjem takva situacija može izbeći.
Izvori:
- https://123dok.com/document/yjm8we6y-jesenje-potencijalno-toksicne-cijanobakterije-planktothrix-rubescens-visenamenskoj-akumulaciji.html
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5259702/
- Jacquet, S., Briand, J.-F., Leboulanger, C., Avois-Jacquet, C., Oberhaus, L., Tassin, B., Vincon-Leite, B., Paolini, G., Druart, J.-C., Anneville, O., Humbert, J.-F. (2005). The proliferation of the toxi cyanobacterium Planktotrix rubescens following restoration of the largest natural French lake (Lac Du Bourget). Harmful Algae 4, 651-672.
- Jacquet, S., Kerimoglu, O., Rimet, F., Paolini, G., Anneville, O. (2014). Cyanobacterial bloom termination: the disappearance of Planktotrix rubescens from Lake Bourget (France) after restauration. Freshwater Biology, 59(12), 2472-2487.
