Zakwit z salmonellą

22 lipca 2014
Blog szalonych naukowców
gałęzatka

Gałęzatka

Zakwity glonowe wód są powszechnie znane i nielubiane. Słusznie. Czasem są nielubiane nawet na wyrost, bo tak naprawdę większość zakwitów nie jest toksyczna. Ostatnio jednak w Wielkich Jeziorach (amerykańskich) przeprowadzono badania, które pokazały kolejną nieprzyjemną dla nas konsekwencję zakwitów.

Zakwity glonowe świadczą o przeżyźnieniu wód. Tworzące zakwit glony zużywają biogeny, które mogłyby być wykorzystane przez bardziej lubiane przez nas makrofity, a potem szybko obumierają i uwalniają je z powrotem, przez co nie przyczyniają się do dłuższego ich związania. Po obumarciu szybko gniją, zużywając lawinowo tlen, co może prowadzić do przyduchy i masowej śmierci żyjących w zbiorniku organizmów tlenowych. Niektóre, zwłaszcza sinice, uwalniają – zarówno w trakcie życia, jak też po śmierci – toksyny, które w najlepszym wypadku podrażniają skórę, a w najgorszym są śmiertelne. Zakwity zwykle śmierdzą, a – wbrew nazwie – raczej nie są uważane za estetyczne.

Zakwity tworzą zarówno glony jednokomórkowe, mikroskopijne, jak i nitkowate, widoczne gołym okiem. Zakwit jednych i drugich odcina od światła toń wodną, co przyczynia się do jej odtleniania jeszcze przed masowym gniciem (brak światła zwalnia fotosyntezę u zanurzonych glonów i roślin). Z drugiej strony – mata splątanych nici sama w sobie tworzy nowe środowisko, metafiton, które może być zasiedlone przez organizmy, które w toni wodnej nie czułyby się dobrze. W metafitonie żyją liczne okrzemki, desmidie, zielenice kokalne i inne glony. Żyją w nim liczne pierwotniaki i bezkręgowce. Żyją też bakterie.

W wodach żyje mnóstwo bakterii. Sinice to jedna z ich grup. Poza nimi istnieje też olbrzymia masa pikoplanktonu i nanoplanktonu badana przez mikrobiologów środowiskowych. Ale to nie jest jedyny dział mikrobiologii zainteresowany zbiornikami wodnymi. Mikrobiologia sanitarna też ma tam co badać. W wodzie znajdują się też bakterie, które dostały się tam z kałem ludzi i zwierząt. Niektóre z nich są zjadliwe, jak np. Salmonella, inne zwykle nie, jak Escherichia coli, ale obecność jednych i drugich świadczy o tym, że do wody dostał się kał, a z nim, oprócz tych bakterii, również mogły się dostać jeszcze bardziej zjadliwe gatunki, a także wirusy, pasożytnicze pierwotniaki czy jaja pasożytów zwierzęcych. W czasach, gdy sekwencjonowanie mikrobiomu nie było nawet w planach, ustalono, że dobrymi wskaźnikami takiego zanieczyszczenia będą gatunki bakterii, które normalnie nie występują w wodzie, ale poza organizmem ludzkim są w stanie przeżyć wystarczająco długo. Wybór padł właśnie na E. coli i Salmonellę (badane są też inne szczepy/gatunki/rodzaje, ale rzadziej).

To „wystarczająco długo” oznacza w przypadku E. coli od kilku godzin do mniej więcej dwóch dni (im więcej osobników w próbie, tym więcej czasu zajmuje spadek populacji do poziomu, który można uznać za nieistotny), a w przypadku salmonelli dwa-trzy tygodnie. Dla organizmu, który za środowisko naturalne uważa jelito ssaka, jezioro czy rzeka to rzeczywiście zabójcze warunki. Jedzenie jest jakieś inne, woda jest zimna, a z nieba bombardują promienie ultrafioletowe. Dużo jednak się zmienia, gdy bakterie kałowe trafią pod osłonę zakwitu glonowego. W przywołanym badaniu wybrano gałęzatkę, pospolitą nitkowatą zielenicę występującą w wielu rzekach, oraz E. coli i serotyp Typhimurium Salmonella enterica. W obecności gałęzatki Escherichia przeżywa parę razy dłużej (odpowiednio 16 godzin lub 11 dni), a Salmonella w zasadzie ma się prawie tak dobrze, jak w jelicie. Dzieje się tak dzięki temu, że bakterie te mogą się odżywiać wydzielinami gałęzatki (nie stając się przy okazji dla niej chorobotwórczymi), a jej mata chroni przed nadfioletem.

Gałęzatka występuje w różnych wodach. Często w szybko płynących potokach, kojarzących się z czystą wodą. Jednak znosi też zanieczyszczenie materią organiczną (w praktyce – kałem i odpadkami kompostowymi) i jest uznawana w istocie za wskaźnik wód niezbyt czystych. Jak widać, jej zakwity mogą na dodatek spowalniać samooczyszczanie wód z bakterii kałowych.

Piotr Panek

Fot. Bernadette Hubart, licencja CC BY-ND 2.0

ResearchBlogging.org
Beckinghausen, A., Martinez, A., Blersch, D., & Haznedaroglu, B. (2014). Association of nuisance filamentous algae Cladophora spp. with E. coli and Salmonella in public beach waters: impacts of UV protection on bacterial survival Environmental Science: Processes & Impacts, 16 (6), 1267-1274 DOI: 10.1039/C3EM00659J