Buczkó Krisztina több mint 30 éve a Magyar Természettudományi Múzeum munkatársa. Az Algagyűjtemény főmuzeológusával készített interjúban betekintést nyerhetünk a parányi, de annál lenyűgözőbb kovaalgák világába. Megtudhatjuk, hogy ezek az apró, egysejtű növények milyen módon kapcsolódnak a vízminősítéshez, a régészethez, a mérnöki tudományokhoz, vagy akár bűntények felderítéséhez.
"A mikroszkópból felnézve sokszor megcsodálom a legendás elődeim portréit. Példaképem Kol Erzsébet, a hó-és jégalgák világhírű kutatója."
Mikor határozta el, hogy a kovaalgákkal szeretne foglalkozni?
Tizenöt éves lehettem, amikor apám elvitt munkahelyére a Fővárosi Vízművekhez. A mikroszkópban vízmintát mutattak, majd az egyik kolléganő megkérdezte, hogy az algák vajon növények vagy állatok? Akkor még nem tudtam a választ, az egyetemre kerülve azonban már az első hónaptól kezdve az algákkal, pontosabban a cianobaktériumokkal kezdtem el foglalkozni. A téma kezdőként túl bonyolultnak bizonyult számomra, ezért harmadévesen a kovaalgák kutatására váltottam.
Múzeumi íróasztalomat a fiatalon elhunyt Páricsyné Komáromy Zsuzsától örököltem meg, aki a talajalgák szakértője volt. Pályafutásom elején emiatt kettős érzéseim voltak, kutatómunkám azonban a kezdetektől fogva örömmel tölt el.
Valójában mik azok a kovaalgák, hogyan képzelhetjük el ezeket a mikroszkopikus lényeket?
A kovaalgák - más néven diatómák - egysejtű növények, jellemzően vízben élnek, de szinte mindenhol megtalálhatóak: sziklán, havon, levegőben. A sejtet merev szilícium-dioxid (vagyis kova) váz veszI körül. Olyan, mintha ezek az egysejtű lények üvegházakba ágyazva élnének. A kovaváz azonban nem tartja örökké zárva lakóit. A diatómák ivartalan szaporodását legjobban egy bonbonos doboz kinyitásával lehet szemléltetni. A megnövekedett sejt először kettéválik, majd amikor kinyílik a doboz, mindkét dobozfélben elhelyezkedik egy-egy, az eredetinél jóval kisebb sejt. Az eredeti dobozfelekből új dobozfedelek lesznek, vagyis az osztódás eredményeként kapunk egy, az eredetivel megegyező méretű dobozt, és egy kisebbet. Ha mindkét leánysejt újraosztódik, akkor a négy utód közül már csak egy lesz a kiinduló sejttel azonos méretű. Ez a méretcsökkenés nyilván nem mehet a végtelenségig. Ha túl kicsi lesz a váz a sejtnek, akkor az ledobja mind a két felét, megnő, és egy nagy tágas, új dobozt hoz létre. Majd minden kezdődik elölről... Bár a bonbonos dobozok is sokfélék lehetnek, meg sem közelítik azt a formagazdagságot, amit a kovaalgák fejlesztettek ki 200 millió éves történetük során.
A kovaalgák osztódása szemléletesen
A kovaalgák az óceánokban és tengerekben óriási mennyiségben állítanak elő szerves anyagot, becslések szerint legalább akkora mértékben járulnak hozzá a szén-dioxid megkötéséhez, mint az esőerdők.
A kovaalgák mely fajait kutatja?
Hazánk földrajzi adottságai miatt főként édesvízi fajokkal foglalkozom. A kutatáshoz szükséges mintákat nagyrészt tavi üledékekből gyűjtöm, de sok monitoring vizsgálathoz kapcsolódó mintám is van. Persze olykor távoli helyekről is „beesik” valami, mint pl. a sivatagi porral potyautasként érkező diatómák, vagy a Bajkál-tóból, esetleg a Kaukázusból gyűjtött fajok. Szűkebb munkaterületemen központi helyet foglal el az „időablak” (time window) kifejezés. Ha nem csupán a bennünket aktuálisan körülvevő fajokra vagyunk kíváncsiak, hanem azt is szeretnénk tudni, hogy más klimatikus körülmények között milyen fajok megjelenésére vagy eltűnésére kell számítanunk, akkor ki kell nyitnunk ezt a bizonyos „time window”-t. A nyílás lehet kicsi, amikor csak néhány évtizedet vagy évszázadra tekintünk vissza, de tárhatjuk egész szélesre is, amikor millió éves skálán vizsgáljuk a változásokat, vagy éppen a rendszerek stabilitását, változatlanságát. Ezek a vizsgálatok a paleolimnológia tárgykörébe tartoznak, mely a vízi életvilág és az üledék geológiai léptékű tanulmányozásával foglalkozik. Régiónkban leginkább néhány ezer éves történetekre látunk rá, ritka, amikor ennél is hosszabb időtávú, földtörténeti léptékű szelvényekkel foglalkozunk. Épp a napokban kezdtük meg egy 120 méter mély miocén fúrás feldolgozását. Ezek a vizsgálatok nagy kihívást jelentenek.
Pontocsek József szekrénye és gyűjteménye. A pozsonyi kórházigazgató a fossziliskovaalga-kutatás kiemelkedő személyisége is volt.
A kovaalgák változatos világa valamikor csak a főúri világ számára volt elérhető. A viktoriánus korban a főúri szalonokban mikroszkópok is álltak, ahol kovaalgákból összeállított kis műalkotásokat nézegethettek a vendégek. A fenti képet Klaus D. Kemp készítette.
Ma is vannak olyanok, akik mikroszkopikus képeket raknak össze. A képen látható lemez is egy ilyet rejt. A mozaikot egy amerikai pszichiáter készítette interjúalanyunk számára, aki azért látogatott Magyarországra, hogy közösen keressenek meg egy régi lelőhelyet.
Az üledékek mit árulnak el a környezetváltozásról?
A vizsgálatok során a környezetváltozás trendjeit keressük. A Kárpát-medencéből kevés korolt szelvénnyel rendelkezünk, ezért a további kutatásokhoz fúrások mélyítésére van szükség. A kovaalgák elterjedését alapvetően három tényező határozza meg: a vizek sótartalma, kémhatása és a hozzáférhető tápanyag tartalma (trofitás). Persze sok más módosító hatás is van, mint az áramlások, a makro- és mikroelem tartalom, a hely kitettsége stb. Jelenleg egy retyezáti összefoglaló cikken dolgozom, ahol négy különböző tóban felgyűlt üledéket fúrták meg kollégáink. Érdekel, hogy a vizsgált területeken vannak-e ritka vagy új fajok, melyek alapján következtetni lehet a tavi élet változásaira és állapotára. A kutatásokban az a legnehezebb, hogy minden tónak egyedi története van, másként települ be, más fajok veszik birtokba, más hatások érik, és máshol helyezkedik el. A látszólag nyugodtnak tűnő Balaton például a kovaalgák számára nem kifejezetten stabil élőhely, mivel időnként kiszárad, átrendeződik, vagy éppen viharok okoznak újabb és újabb zavarásokat.
Hogyan találják meg terepen ezeket a parányi lényeket?
Ha az ember felemel egy követ és érzi, hogy nyákos, akkor a felülete biztosan tele van kovaalgával. Ha most kinyitnám a szobám ablakát és leszedném a párkányról a mohát, abban is több diatómát találnánk.
A hőmérséklet mennyire meghatározó tényező a fajok keresésekor?
A kovaalga nem hőmérsékletindikátor, de inkább a hidegvizeket kedveli. A meleg vízben túlnövik őket egyéb algák vagy cianobaktériumok. Az éves kovaalga csúcs tehát tipikusan a hóolvadás után jelenik meg, amikor különösen hatékonyan szaporodnak, ha a víz bővelkedik felvehető szilíciumban. Később a víz felmelegedésével fokozatosan a háttérbe szorulnak más algacsoportokhoz képest. A tengeri üledékek alapján egyértelműen a hidegebb vizekben, a sarkkörök környékén él több diatóma.
A Szurdokpüspöki diatóma miocén vulkáni működés által felhalmozott kovasavban dús vízben keletkezett. A diatómaföldet előszeretettel alkalmazzák szűrőként az iparban.
A Marson hideg van és időszakosan folyékony víz is előfordul. Elképzelhető, hogy élnek ott kovaalgák?
Ha odavinnénk őket, úgy gondolom, hogy talán életképesek lennének. Az viszont kevéssé valószínű, hogy bolygónkhoz hasonlóan ott is kifejlődtek, a kovaalgák ugyanis meglepően későn jelentek meg a földtörténetben. A molekuláris órák becslése alapján nem régebbiek, mint 200 millió évesek, de az első jó megtartású fosszíliák csupán 165 millió éve keletkeztek.
A marsi tél jeges időszakát hogyan viselnék az egysejtűek?
Léteznek kifejezetten jégben élő kovaalgák, melyek a sarkkutatásban kiemelt jelentőségűek. A diatómák életnyomainak megtalálásához a Mars felszínén még csak váztöredékre sem kellene bukkannunk, mivel egyes biomarkerek alapján vázmaradványok nélkül is meghatározható egykori jelenlétük.
Elektronmikroszkópos felvétel diatómákról. A kovaalgák a valóságban is színtelenek.
Sorozatokban gyakran alkamazott módszer a bűntények feltárására a kovaalgavizsgálat. Ez valóban perdöntő lehet egy nyomozásban?
A tévében túlzott hangsúlyt kapnak ezek a vizsgálatok. Valójában nagyon kevés olyan faj létezik, amely segíthet egy bűntény környezetének feltárásában, ugyanis ehhez szűk elterjedésű fajokra van szükség, melyek elenyésző arányban fordulnak elő a vizekben. A Balatonban például csupán két endemikus (csak egy adott területen jellemző) fajról tudok. Elképzelhető, hogy egy tengervízben talált holttestről a kovaalgák alapján kiderül, hogy az illetőt valójában mocsárba fojtották, ezután dobták tengerbe. Önmagában ez a megállapítás azonban nem biztos, hogy perdöntő jelentőségű, kétséges, hogy a testben talált kovaalgák a halál beálltakor kerültek a testbe. Hiszen nyáron, a Balaton partján a vízpermetből mi is belélegzünk édesvízi diatómákat, vagy a tengerparton sós vízben élő formákat, melyek bekerülnek a tüdőbe, majd a véráramon keresztül a szervekbe is. A holttestekből úgy határozhatók meg a diatóma fajok, hogy egységnyi tömegű szervet (például májat) elégetnek, majd a visszamaradt anyagot mikroszkóp alá teszik. Ezzel a módszerrel több ezer éves múmiákból is határoztak már meg fajokat.
Ezek szerint a régészeti vizsgálatoknál is alkalmazzák az egysejtűeket?
A kovaalgákat a vízminősítéshez kapcsolódóan vizsgálják a leggyakrabban. Az emberi hatástól távoli vizekben egészen más fajok élnek, mint a tápanyagban dús, gyakori bolygatásnak kitett „városi” vizekben. A régészetben elsősorban a kerámiaedények alapanyagának eredetének meghatározását segíthetik. Amíg a geológiában pl. egykor volt cunamik feltárásához keresnek a rétegsorokban sós vízi fajokat, a mérnöki tudományokban különleges szerkezeti felépítésük miatt a kovavázak mechanikai tulajdonságait igyekeznek utánozni, tanulni belőlük. Ezek az egysejtű növények tüskékkel, kallantyúkkal kapcsolódva alkotnak masszív, ellenálló, ugyanakkor a mozgáshoz kellően rugalmas formákat. A kovaalgák ezen kívül a jövőben energiaforrásként is használhatók lehetnek, ugyanis olajban képezett tartalék tápanyagaik miatt a biodízelkutatásban nagy jövőt jósolnak nekik.
A kovaalgák egyedülálló kapcsolódásait a mérnöki tudományok is igyekeznek hasznosítani. Forrás: Crawford R.M. & Gebeshuber I. 2006: Harmony of beauty and expediency. Science first hand 2006(5) p. 34.
Szerző: Kucska Krisztián
Szerkesztő, fotók: Simó Szabolcs