Bujny rozwój organizmów fitoplanktonowych (zakwity wody) zależny jest od różnych czynników środowiskowych. W jednym z wcześniejszych tekstów o Prymnesium (Zasolenie Odry – katalizator katastrofy na rzece) przytaczałem publikację, w której wskazywano trzy parametry jakościowe wody (przewodnictwo jako miara zasolenia, chlorki i pH) wpływające na potencjalne ryzyko wystąpienia złotej algi. Pod koniec 2022 roku inny zespół z USA opublikował pracę w której przeanalizowano wpływ dwóch z tych parametrów (zasolenie i pH) na rozwój i toksyczność złotej algi.

W badaniach laboratoryjnych sprawdzono jak rozwija się Prymnesium wraz z ofiarą (orzęsek Cyclidium sp.) przy różnych poziomach zasolenia i pH (każdy parametr osobno, oraz kombinacja obu). Prymesium pochodziło z hodowli wyizolowanej ze sztucznego zbiornika Lake Mission Viejo znajdującego się w hrabstwie Orange w Kalifornii w Stanach Zjednoczonych. W zbiorniku złota alga zabija regularnie ryby od jej pierwszego wykrycia w 2014 roku. I to przy niewielkich liczebnościach 100 – 1000 komórek na ml, podczas gdy większość doniesień mówi o zabijaniu ryb przy liczebnościach powyżej 10 000 komórek na ml.

Eksperyment polegał na obserwacji rozwoju orzęsek w ciągu 3 dni przy różnych wartościach pH (od 6,5 do 8,5) oraz zasolenia (od 1,50 ‰ do 7,5 ‰ – czyli od 1,5 g/l do 7,5 g/l  lub od 1560 µS/cm do 11700 µS/cm). W jednym wariancie były same orzęski (białe słupki), w drugim orzęski z Prymnesium (szare słupki).

Zacznijmy od samego pH – wszystkie warianty przy stałym zasoleniu 2,5 ‰ (3 900 µS/cm). Jak widać na poniższym wykresie od pH = 7,0 w trzecim dniu eksperymentu orzęski (w naczyniach z Prymnesium) rozwijały się słabiej niż w kontroli (różnice istotne statystycznie), a od pH 7,5 w trzecim dniu było ich mniej niż pierwszego dnia. Wynika z tego, że im wyższe pH tym toksyczność większa. Autorzy sprawdzili też jak się zmienia toksyczność przy zmianie pH (ostatnie dwa wykresy f i g). Po pierwszym dniu eksperymentu zmieniono pH z 6,5 do 8,5 (wykres f) i z 8,5 do 6,5 (wykres g). Na wykresie f widać, że gwałtowny wzrost pH znacząco zwiększył toksyczność Prymnesium.

Rycina 1. Daily average abundances (error bars: standard deviation; n = 3) of ciliate prey (Cyclidium sp.) in pH bioassays conducted for three days. Experimental treatments were exposed to P. parvum (grey bars) while Control treatments (white bars) had no algae present. The ‘pH 6.5–8.50 bioassay began at pH 6.5, but pH of the medium was adjusted to 8.5 after one day (arrow in panel), as noted in the Methods. The ‘pH 8.5–6.50 bioassay began at pH 8.5, but pH of the medium was adjusted to 6.5 after one day. The salinity of all treatments was 2.5‰ (Caron i in., 2022).

Kolejny eksperyment to analiza wpływu zasolenia na toksyczność przy stałym pH 7,5. Zakres zasolenia ustalono w oparciu o średni poziom zasolenia w zbiorniku z którego pobrano Prymnesium (około 2,5 ‰, 3 900 µS/cm – jest poziom trochę niższych o regularnie notowanego w Kanale Gliwickim). Na poniższym wykresie widać, że wraz ze wzrostem zasolenia rośnie toksyczność, bo liczebność orzęsków spada w kolejnych dniach eksperymentu. Jednak, niezależnie od stężenia liczebność orzęsków w 3 dni (wariant z Prymnesium – szare słupki) była istotnie statystycznie niższa niż w wariancie kontrolnym. Autorzy podkreślają, że nie odnotowano istotnej korelacji pomiędzy zasoleniem a liczebnością orzęsków w 3 dniu eksperymentu – co oznacza, że Prymnesium jest stabilnie toksyczne w całym analizowany zakresie zasolenia – od 1,50 ‰ do 7,5 ‰, od 1560 µS/cm do 11700 µS/cm. Dolny analizowany zakres jest poniżej przewodnictwa regularnie notowanego w Starorzecze Odry, stocznia Januszkowice (przewodność na poziomie 1800-1900 µS/cm) – gdzie w 2023 roku regularnie obserwowano wysoką liczebność Prymesium.

Rycina 2. Daily average abundances (error bars: standard deviation; n = 3) of ciliate prey (Cyclidium sp.) in salinity bioassays conducted for three days. Experimental treatments were exposed to P. parvum (gray bars) while Control treatments (white bars) had no algae present. The pH was maintained at 7.5 throughout the bioassay (Caron i in., 2022).

Ostatni eksperyment to analiza kombinacji zasolenia i pH. Przetestowano sześć wariantów:

  • pH 6,5 i 7,5 przy najniższym zasolenie 1,5‰.
  • skrajne wartości pH (6,5 i 8,5) przy zasoleniu 2,5‰ (średnie dla zbiornika z którego pobrano Prymnesium)
  • najwyższe zasolenie 7,5 ‰ i dwie wartości pH – 7,5 i 8,5

W tym eksperymencie widać, że przy pH 6,5 i zasoleniu 1,5‰ nie odnotowano toksyczności Prymnesium – liczebność orzęsków w wariancie ze złotą algą była nawet większa niż w kontroli. Podobny efekt zaobserwowano przy wyższym zasoleniu 2,5‰ i pH = 7,5. Przy wyższych wartościach pH (7,5 przy zasoleniu 1,5‰; 8,5 przy zasoleniu 2,5 ‰) i wyższym zasoleniu 7,5 ‰ toksyczność Prymnesium znacząco ograniczała liczebność orzęsek. 

Rycina 3 Daily average abundances (error bars: standard deviation; n = 3) of ciliate prey (Cyclidium sp.) in salinity _ pH bioassays conducted for three days. Experimental treatments were exposed to P. parvum (gray bars) while Control treatments (white bars) had no algae present (Caron i in., 2022).

Na koniec jeszcze analiza rozwoju Prymensium przy różnych kombinacjach zasolenia i pH. Przy okazji tego wykresu można przytoczyć podsumowanie autorów badań.

Toksyczność Prymnesium była istotnie statystycznie zależna od pH, zasolenia i kombinacji tych czynników, przy czym liczebność orzęsków w środowisku ze złotą algą była zależna od:

  • w 58% od wartości pH
  • w 36% od poziomu zasolenia
  • w 6% od kombinacji obu czynników

Wzrost liczebności Prymnesium był zależny:

  • w 62% od wartości pH
  • w 25% od poziomu zasolenia
  • w 13% od kombinacji obu czynników
Rycina 4 Daily average abundances (error bars: standard deviation; n = 3) of P. parvum in a 12-day growth experiment conducted for acclimated cultures of the alga grown at six different combinations of pH and salinity (different lines and symbols noted in insert) (Caron i in., 2022).
Patronite
Wesprzyj naszą działalność darowizną poprzez Patronite – szczegóły w linku https://patronite.pl/%C5%9AwiatWody

Na podstawie publikacji

David A. Caron, Alle A.Y. Lie, Tom Buckowski, Jim Turner, Kevin Frabotta. 2023. The Effect of pH and Salinity on the Toxicity and Growth of the Golden Alga, Prymnesium parvum. Protist, Volume 174, Issue 1, 125927, ISSN 1434-4610, https://doi.org/10.1016/j.protis.2022.125927.