O projekcie: Dlaczego badamy zakwity Microcystis?
Nadmierny rozw贸j zakwit贸w cyjanobakterii to jedno z najbardziej niebezpiecznych zjawisk zagra偶aj膮cych ekosystemom s艂odkowodnym. Intensyfikacja zakwit贸w wi膮偶e si臋 bezpo艣rednio z procesami antropopresji (m.in. intensywn膮 produkcj膮 偶ywno艣ci, post臋puj膮c膮 urbanizacj膮 i zwi臋kszonym dop艂ywem biogen贸w do w贸d) oraz globaln膮 zmian膮 klimatu (rosn膮ce temperatury powietrza i w贸d, gwa艂towne burze i ulewy).
Gatunki z rodzaju Microcystis tworz膮 wszechobecne planktonowe zbiorowiska, kt贸re masowo rozwijaj膮 si臋 latem w strefach umiarkowanych lub wyst臋puj膮 stale w strefach tropikalnych. Produkowane przez nie hepatotoksyny (mikrocystyny) stanowi膮 powa偶ne zagro偶enie dla bior贸偶norodno艣ci, zdrowia ludzi oraz gospodarki. Ponadto, cz臋sto z Microcystis wsp贸艂wyst臋puj膮 inne cyjanobakterie z rodzaju Aphanizomenon, Dolichospermum czy Aerosakkonema, co m.in. zaobserwowano w realizowanym projekcie.
Nowatorskie podej艣cie: Rola mikrobiomu i wp艂yw zlewni
Najcz臋艣ciej badania nad wyst臋powaniem zakwit贸w Microcystis skupiaj膮 si臋 g艂贸wnie na parametrach fizyko-chemicznych w贸d. Projekt CyMiBiom wnosi nowe, globalne spojrzenie:
-
Interaktom mikrobiologiczny: Analiza zr贸偶nicowania taksonomicznego i fiziologicznego bakterii i archeon贸w towarzysz膮cych sinicom w kontek艣cie odmiennych stref klimatycznych.
-
Wp艂yw u偶ytkowania terenu: Badania 艂膮cz膮 efekt zagospodarowania zlewni (obszary miejskie, rolnicze oraz le艣ne) ze zmianami w strukturze mikrobiomu jezior i zbiornik贸w retencyjnych.
-
Identyfikacja ukrytych zagro偶e艅: Naukowcy analizuj膮 zjawiska zwi臋kszaj膮ce ryzyko ze strony zakwit贸w, w tym:
-
Wsp贸艂wyst臋powanie bakterii patogennych,
-
Potencja艂 do zwi臋kszonej emisji gaz贸w cieplarnianych,
-
Przenoszenie gen贸w antybiotykooporno艣ci (ARG) pomi臋dzy mikroorganizmami w zakwitach
-
Skala bada艅: 4 kontynenty, 艂膮cznie 100 pr贸bek
Podczas wyjazd贸w terenowych w latach 2024 i 2025 zebrano 艂膮cznie 100 pr贸bek wody wraz z mikrobiomem z terenu pi臋ciu kraj贸w le偶膮cych w r贸偶nych strefach klimatycznych (umiarkowanej i tropikalnej): Polski, USA, Korei Po艂udniowej, Gwatemali oraz Singapuru.
Pr贸bki poddawane s膮 zaawansowanym analizom genetycznym, metagenomicznym, fizyko-chemicznym oraz oznaczaniu wt贸rnych metabolit贸w cyjanobakterii.
Partnerzy i o艣rodki wspieraj膮ce
Projekt realizowany jest we 艣cis艂ej wsp贸艂pracy z uznanymi mi臋dzynarodowymi jednostkami naukowymi:
-
U.S. Geological Survey (USGS), USA
-
New York Water Science Center, Troy / Federal Interagency Working Group on Harmful Algal Blooms and Hypoxia
-
Przedstawiciele: dr Jennifer L. Graham, dr Rebecca M. Gorney
-
-
National University of Singapore (NUS), Singapur
-
Department of Civil and Environmental Engineering, College of Design and Engineering
-
Przedstawiciele: prof. Karina Yew-Hoong Gin, dr Shu Harn Te
-
-
Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology (KRIBB), Korea Po艂udniowa
-
Cell Factory Research Center, Daejeon
-
Przedstawiciele: dr Chi-Yong Ahn, So-ra Ko (M.Sc.)
-
-
University of San Carlos of Guatemala (USAC), Gwatemala
-
Przedstawicielka: dr Bessie Oliva
-
oraz przy wsp贸艂pracy z polskimi naukowcami: prof. dr hab. Hann膮 Mazur-Marzec z Wydzia艂u Oceanografii i Geografii Uniwersytetu Gda艅skiego oraz dr. hab. Miko艂ajem Kokoci艅skim, prof. UAM z Wydzia艂u Biologii Uniwersytetu Adama Mickiewicza w Poznaniu.
Zwie艅czeniem dwuletniego etapu bada艅 by艂y Mi臋dzynarodowe Warsztaty CyMiBiom, kt贸re odby艂y si臋 w dniach 31 sierpnia 鈥� 4 wrze艣nia w 艁odzi oraz nad Zbiornikiem Sulejowskim. W wydarzeniu uczestniczyli partnerzy projektu z USA, Korei Po艂udniowej i Singapuru, a tak偶e naukowcy z Uniwersytetu Gda艅skiego i Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu.
Podczas spotkania na Wydziale Biologii i Ochrony 艢rodowiska U艁 polski zesp贸艂 przedstawi艂 dotychczasowe wyniki bada艅. Sta艂y si臋 one podstaw膮 do dyskusji nad ich interpretacj膮 oraz przygotowaniem wsp贸lnych publikacji naukowych. Kolejnego dnia, w siedzibie , zaproszeni go艣cie z USGS, NUS i KRIBB wyg艂osili referaty po艣wi臋cone prowadzonym przez nich badaniom 艣rodowiskowym.
Program warsztat贸w obejmowa艂 r贸wnie偶 cz臋艣膰 terenow膮. Uczestnicy odwiedzili Zbiornik Sulejowski oraz nowo powsta艂e Centrum Badawcze Uniwersytetu 艁贸dzkiego ds. Zr贸wnowa偶onego Rozwoju w Tre艣cie. Rozmawiano tam m.in. o dynamice proces贸w zachodz膮cych w zbiorniku retencyjnym oraz wp艂ywie u偶ytkowania zlewni na stan w贸d i problemie suszy. Uczestnicy zapoznali si臋 tak偶e z za艂o偶eniami i realizacj膮 projektu LIFE Pilica, prowadzonego przez i koordynowanego przez Wody Polskie.
Kolejnym punktem programu by艂a wizyta w Artur贸wku 鈥� miejskim kompleksie zbiornik贸w wodnych pe艂ni膮cych funkcje retencyjne i rekreacyjne. Uczestnicy poznali wdro偶one tam systemy sedymentacyjno-biofiltracyjne, b臋d膮ce efektem wcze艣niejszych mi臋dzynarodowych projekt贸w ekohydrologicznych SWITCH i EHREK realizowanych z udzia艂em Uniwersytetu 艁贸dzkiego.
Ostatnim punktem programu by艂a wizyta na obszarze demonstracyjnym projektu Springiness, gdzie zaprezentowano rozwi膮zania s艂u偶膮ce retencjonowaniu w贸d opadowych w ekosystemach miejskich i ograniczaniu przeci膮偶enia miejskich system贸w kanalizacji deszczowej podczas intensywnych opad贸w. Warsztaty zako艅czy艂y si臋 sesj膮 podsumowuj膮c膮 oraz om贸wieniem plan贸w dalszej wsp贸艂pracy badawczej.
Poza intensywnymi rozmowami na tematy naukowe go艣cie projektu CyMiBiom mieli r贸wnie偶 okazj臋 pozna膰 艁贸d藕 i jej najwa偶niejsze atrakcje. Wzi臋li udzia艂 w spacerze po ul. Piotrkowskiej, zwiedzili Pa艂ac rodziny Pozna艅skich, a dzi臋ki wsp贸艂pracy Wydzia艂u Biologii i Ochrony 艢rodowiska U艁 z Centrum Nauki i Techniki EC1 w 艁odzi mogli tak偶e zapozna膰 si臋 z histori膮 艂贸dzkiej energetyki oraz zobaczy膰, jak przestrze艅 dawnej elektrowni zosta艂a przekszta艂cona w nowoczesne centrum nauki, edukacji i kultury.
Realizacja projektu CyMiBiom jest niezb臋dna dla pozyskania nowych informacji, w skali globalnej, dla lepszego zrozumienia biologicznych i ekologicznych mechanizm贸w steruj膮cych zakwitami cyjanobakterii, co ma kluczowe znaczenie dla zarz膮dzania jako艣ci膮 w贸d s艂odkich i ochrony zdrowia publicznego w dobie globalnych zmian klimatycznych.
Redakcja i zdj臋cia: Mateusz Kowalski (Centrum Promocji, Wydzia艂 Biologii i Ochrony 艢rodowiska U艁)
Tekst i zdj臋cia: prof. dr hab. Joanna Mankiewicz-Boczek (Katedra UNESCO Ekohydrologii i Ekologii Stosowanej, Wydzia艂 Biologii i Ochrony 艢rodowiska U艁)