Különleges ökoszisztémát rejt a Medve-tó, a világ legnagyobb heliotermikus tava

“Természetes szendvicsként” írja le egy román-brit kutatócsoport új kutatása a szovátai Medve-tavat, amely egy ritka, sókarszton létrejött heliotermikus tó.

A kutatásról az Environmental Microbiology folyóiratban közölt cikket a Babes-Bolyai Tudományegyetem (BBTE) közleménye foglalta össze. Az intézmény Biológia és Geológia Karának professzora, Horia Banciu által vezetett kutatócsoportnak geokémiai, biofizikai, statisztikai ökológiai, molekuláris mikrobiológiai, valamint bioinformatikai vizsgálatok segítségével sikerült egy sokdimenziós képet alkotnia a tó fizikai-kémiai, illetve biológiai rétegzettségéről. A kutatók szerint a Medve-tóban a tófenék és tófelszín közötti vízoszlop fizikai, kémiai, illetve biológiai jellemzők alapján három jól elkülöníthető rétegre oszlik.

A felszíni, körülbelül három méter mélységű vízréteg enyhén sós, oxigénes, áthatol rajta a napfény, leginkább a cianobaktériumok (Cyanobacteria) törzsébe tartozó mikroalgák lakják be. Ez a biomassza képezi a Medve-tó táplálékhálózatának az alapját. Ezt követi egy átmeneti, hozzávetőlegesen ötven centiméter “vastagságú” réteg, ahol az abiotikus, vagyis élettelen tényezők jelentősen eltérnek a korábbiaktól. Az átmeneti réteg hipersós, oxigénhiányos, valamint fényhiányos (afotikus). Ezt a közeget sűrűn benépesítik a zöld kénbaktériumok (Chlorobium), amelyek fotoszintézis során nem bocsátanak ki oxigént, energiaforrásként pedig a kén-hidrogént használják.

A kén-hidrogén gáz a tó harmadik, legmélyebb rétegéből szabadul fel és számos prokarióta faj számára alapvető életforrást jelent. A legalsó réteg körülbelül négyméteres mélység alatt kezdődik, és egy szélsőségesen sós (a tengervíznél tízszer koncentráltabb), fény- és oxigénhiányos, ammóniumban, metánban és a kén-hidrogénben bővelkedő életteret képez. A harmadik réteg olyan mikrobáknak, az extrémsós közeghez alkalmazkodott fajoknak ad otthont, amelyek anaerob módon, lassan bontják le a tó felsőbb rétegeiből aláereszkedő, elhalt biomasszát. A bioinformatikai módszerekkel támogatott molekuláris vizsgálatok kimutatták, hogy a legmélyebb réteg még számos olyan, a tudomány számára ismeretlen prokarióta csoportot, leginkább baktériumokat és archeákat rejt, amelyeket egyelőre nem sikerült laboratóriumi körülmények között izolálni és tenyészteni.

A szovátai Medve-tó 1875-ben keletkezett egy felhőszakadás nyomán. A tó 502 méteres tengerszint feletti magasságban található, felülete meghaladja a négy hektárt. Legmélyebb pontja 18,9 méteres. A tavat a világ legnagyobb heliotermikus tavaként tartják számon. A tó mélyebb sósabb rétegeiben magasabb a víz hőmérséklete, mint a felszíni, kevésbé sós rétegekben. A tó mély rétegeiben a keletkezés után 70 Celsius fokos hőmérsékletet is mértek. A fürdőzők azonban felkavarják a tó vizét, így a heliotermikus hatás ma már kevésbé hangsúlyos.

A heliotermikus jelenséget világviszonylatban először Kalecsinszky Sándor kolozsvári vegyész magyarázta meg, aki 1898-1901 között tanulmányozta a Medve-tavat. Megállapította, hogy a jelenség annak köszönhető, hogy a folyamatosan a tóba ömlő patak és az éves csapadék néhány centiméteres édesvízréteget képeznek a sós víz felületén. Ez a felszíni vízréteg pedig megakadályozza az alatta lévő sós víz kihűlését, amely állandó jelleggel gyűjti a meleget. Tehát a kisebb sűrűségű édesvíz üvegházhatást hoz létre, meggátolja a sós víz felszínre jutását és lehűlését.