I bakterie ve vodních nádržích mají svá čtyři roční období
Podrobný mikrobiologický monitoring prováděli dva roky vědci z Hydrobiologického ústavu BC AV ČR na třech českých vodárenských nádržích, Klíčavě, Žluticích a Římově. Zjišťovali, jak se během roku mění složení a množství bakterií ve vodě. Na základě svých pozorování navrhli doplnění všeobecně uznávaného modelu sezónní periodicity planktonu (PEG model) o charakteristické cykly vývoje bakterií.
Na snímku: Vodní bakterie v Římovské nádrži ve čtyřech ročních dobách. Pod mikroskopem se o žádný velký rozdíl nejedná, geneticky je to daleko zajímavější. Mikrofotografie buněk obarvených DAPI pořízené fluorescenčním mikroskopem Olympus BX50 při zvětšení 100x. Měřítko značí 10 um (mikrometrů). V levém horním obrázku je také vidět jeden bakterivorní prvok. Foto: Radka Malá a Michaela Štojdlová.
Model sezónní periodicity planktonu (Plankton Ecology Group, PEGmodel), který popisuje, co se děje pod hladinou během roku, patří mezi nejcitovanější hydrobiologické práce. Model vysvětluje sezónní dynamiku jako opakující se sled událostí, při kterých jednotlivé skupiny planktonních organismů reagují na změny prostředí a zároveň se navzájem ovlivňují. Protože PEG model vznikl téměř před padesáti lety, kdy nebyly dostupné moderní metody pro studium bakterií, popis sezónních změn společenstev bakterií v modelu až doposud chyběl.
Tým hydrobiologů pod vedením Hongjae Parka se rozhodl chybějící údaje o sezónních cyklech bakterií doplnit. S pomocí moderních metod analýzy krátkých sekvencí ribosomální DNA jsme zjistili, že společenstva bakterií s odlišnými ekologickými nároky se v průběhu roku střídají a lze odlišit čtyři charakteristické fáze: 1) V jarním období převládají rychle rostoucí oportunistické typy navázané na rozvoj fytoplanktonu; 2) Následuje fáze čisté vody s nízkým obsahem živin (zejména dusíku a fosforu), kdy převažují drobné bakterie přizpůsobené nedostatku organických látek ve vodě. 3) V letním období se rozmnoží bakterie, které doprovázejí letní rozvoj fytoplanktonu, často s výskytem vodních květů sinic. 4.) Na podzim a v zimě převládají bakterie, které rozkládají organickou hmotu nahromaděnou ve vodě.
Bakterie patří mezi klíčové mikroorganismy, jejichž aktivitou se z rozpuštěných látek stávají částice, které jsou dále využity v potravním řetězci drobnými prvoky, nálevníky, nebo zooplanktonem (vířníci, perloočky). Tomuto procesu se zjednodušeně říká samočištění vody, které dělá vodu průhlednější a ve vodárenských nádržích usnadňuje výrobu pitné vody. Naše studie pomohla zjistit dynamiku bakterioplanktonu a ukázala opakující se trendy v jeho složení.
Publikace:
Park, H., Shabarova, T., Salcher, M.M. et al. In the right place, at the right time: the integration of bacteria into the Plankton Ecology Group model. Microbiome 11, 112 (2023). https://doi.org/10.1186/s40168-023-01522-0
