"Dobre" sinice pomogą zwalczyć toksyczne zakwity

Do zakwitów m.in. w Bałtyku dochodzi latem, kiedy sinice mają pod dostatkiem światła i składników odżywczych. Mogą wówczas spowodować wiele problemów, zwłaszcza te szczepy, które wydzielają substancje trujące. Do charakterystycznych objawów zatrucia należą wymioty, biegunka, gorączka i wysypka na skórze. Rozległe zakwity sinic mogą też spowodować szkodliwy dla innych organizmów ubytek tlenu w wodzie morskiej. Pojawienie się sinic oznacza zwykle zakaz kąpieli.

Na razie nie ma skutecznej metody, aby przeciwdziałać temu problemowi. Kluczem w uporaniu się z zakwitami toksycznych sinic może być allelopatia, czyli mechanizm polegający na tym, że jeden organizm wydziela substancje chemiczne, wpływające na inne gatunki. Zazwyczaj jest to działanie negatywne.

Allelopatyczne działanie sinic, a właściwie jednej z nich zbadała licealistka - Kinga Gergella - z III Liceum Ogólnokształcącego im. Marynarki Wojennej RP w Gdyni. "Badałam, jak nieszkodliwa sinica Synechococcus sp. działa na toksyczne sinice - odpowiedzialne za powstawanie masowych, szkodliwych zakwitów, przez które zamykane są nasze kąpieliska" - wyjaśniła w rozmowie z PAP Kinga Gergella.

Najważniejsze w całym procesie było zbadanie wpływu przesączu, czyli substancji wyprodukowanych przez sinicę, na hodowlę pozostałych sinic. "Wyniki były jasne: związki wydzielane przez Synechococcusinne powodują spadek liczby komórek innych sinic i to bardzo duży. W przypadku jednego gatunku, liczebność komórek spadła aż o połowę" - opisuje młoda badaczka.

Przeprowadziła też inne badania. Analizowała proces fotosyntezy, fluorescencji, zawartości barwników, aby zobaczyć, jak związki, które wydziela "jej dobra" sinica wpływają na wnętrze komórki toksycznej sinicy. "W badaniach wyszło wyraźnie, że związki te utrudniają przebieg procesu fotosyntezy, co uniemożliwia wzrost sinicy. Badania pokazały też, że pod wpływem działania związków łańcuchy komórek uległy rozerwaniu. Komórki były zdeformowane, a część stała się wręcz pusta, inne uległy całkowitej degradacji. Jest to więc bardzo mocne działanie" - podkreśla rozmówczyni PAP.

Problem polega na tym, że to, co wydziela sinica jest mieszaniną związków. "Jest ich tak wiele, że nie ma na razie skutecznej metody i aparatury, aby dobrze zbadać każdy z nich. Na jeden gatunek sinicy dany związek działa, a na inny już nie. Różnym naukowcom udało się uzyskać zaledwie kilka związków z sinic" - wyjaśnia.

Gdyby naukowcy wiedzieli, jak uzyskiwać poszczególne związki wydzielane przez "dobre" sinice, mieliby skuteczną metodę na walkę z zakwitami sinic. "Sinic jest dużo i można je pozyskiwać z naturalnych zbiorników. Są to związki naturalne, więc nie stwarzałyby zagrożenia dla środowiska, mogłyby być także bezpieczne dla ludzi. Byłby to więc sposób naturalny i tani" - podkreśla Gergella.

Związki wydzielane przez nietoksyczne sinice mogą mieć jednak więcej zastosowań niż tylko walka z zakwitami np. w Bałtyku. "Pojawiły się badania, które pokazały, że mogą one zwalczać bakterie, wirusy i grzyby. Hamują działanie gronkowca złocistego, pałeczki okrężnicy, laseczki siennej. Skoro wstrzymują proces fotosyntezy, to można ich używać też w rolnictwie do zwalczania chwastów zamiast pestycydów czy szkodliwych środków ochrony roślin. Badań pokazujących ich potencjalne zastosowanie jest jeszcze niewiele, ale się pojawiają i dają nadzieję" - wylicza młoda badaczka.

Kinga Gergella swoją pracę rozpoczęła w pierwszej klasie liceum, kiedy podjęła współpracę z doktorantką Instytutu Oceanografii Uniwersytetu Gdańskiego. Dzisiaj pracuje pod naukowym okiem Małgorzaty Kupczyk-Skodowskiej i Sylwii Śliwińskiej. Jako laureatka specjalnej edycji konkursu naukowego E(x)plory na przełomie maja i czerwca 2016 roku będzie reprezentowała Polskę na konkursie INESPO (International Environment & Sustainability Project Olympiad) w Holandii.

Ewelina Krajczyńska (PAP)