Plitvička jezera - Čuvari slatkovodnih ekosistema i biološke raznolikosti

Foto: Boris Kačan

Plitvička jezera su jedinstveni slatkovodni sistem koji se sastoji od međusobno povezanih jezera, slapova, rijeka i potoka. Istraživanje mikrobnih zajednica u Plitvičkim jezerima važna su za očuvanje prirode, napominju stručnjaci iz Instituta Ruđer Bošković.

Multidisciplinaran istraživački tim, predvođen naučnicima s Instituta Ruđer Bošković (IRB) proveo je istraživanje mikrobnih zajednica u Plitvičkim jezerima s ciljem očuvanja prirode i slatkovodnih ekosistema. Rezultati istraživanja, objavljeni u časopisu mSphere, pružaju važne spoznaje o dinamici i stabilnosti mikrobnih zajednica te njihovom uticaju na održavanje slatkovodnih ekosistema i zaštitu prirode, prenosi morski.hr.

Saradnja naučnika s IRB-a, Hrvatskog geološkog instituta, Znanstveno-stručnog centra 'Dr. Ivo Pevalek' pri Nacionalnom parku Plitvička jezera te Centra za mikrobiologiju i nauku o okolišnim sistemima Univerziteta u Beču pružila je multidisciplinarni pristup istraživanju, te omogućila detaljnu analizu mikrobnih zajednica i njihove povezanosti s okolišnim uslovima. Istraživanje je obuhvatilo prikupljanje uzoraka vode s različitih dijelova slatkovodnog sistema tokom tri godišnja doba u razdoblju od dvije godine.

Otkrivanje nevidljivog svijeta Plitvičkih jezera

Nacionalni park Plitvička jezera posebna su geološka i hidrogeološka krška pojava. U šumovitom planinskom kraju Plitvičkih jezera najistaknutija atrakcija su šesnaest kaskadnih jezera različitih veličina međusobno spojena slapovima.

Foto: Plitvička jezera

Kaskadna jezera nastala su biodinamičkim procesom rasta sedrenih barijera koje su blokirale izvornu rijeku i omogućile njihovo stvaranje. Interakcijom vode, zraka, geološke podloge i organizama te zahvaljujući posebnim fizikalno-hemijskim i biološkim uslovima omogućeno je nastajanje sedre.

Osim istaknutih kaskadnih jezera, slatkovodni sistem Plitvičkih jezera obuhvaća brojne pritoke, koji opskrbljuju cijeli jezerski sistem vodom. Upravo zbog prisutnosti razlicitih vodnih tijela, od potoka do jezera u jedinstvenom sistemu, Plitvička jezera predstavljaju jedinstven primjer slatkovodnog mrežnog ekosistema.

- Pored mikrobnih zajednica, hidrokemijski faktori vode poput temperature, pH vrijednosti vode, koncentracije hranjivih tvari, soli, kisika i brojnih drugih fizičkih i hemijskih čimbenika imaju veliki uticaj na formiranje sedre. Stoga je važno razumjeti kako promjene u okolišnim uslovimaa i promjene u sistemu mikrobne zajednice utiču na funkcionisanje slatkovodnih ekosistema s  razvijenim sedrenim barijerama - objašnjava Andrea Čačković, doktorandica u Laboratoriju za procese taloženja na IRB-u te prva autorica na radu.

Naime, prirodnim tokom niz rijeke i potoke, mikroorganizmi putuju s jednog mjesta na drugo. Ulijevanjem vode u jezera, mikroorganizmi dopiru do istih te se, prilagođavajući okolišnim uslovima, događaju promjene u sistemu mikrobnih zajednica. Kako bismo bolje razumjeli kako se mijenjaju mikrobne zajednice u novoj okolini, potrebno je proučiti njihov prostorni sistem (ovisno o lokaciji uzorkovanja) i vremenski sastav (ovisno o godišnjem dobu, odnosno o protoku vode).

Procesi koji dovode do promjena u mikrobnim zajednicama mogu biti planirani ili slučajni, a njihov uticaj mijenja raznolikost mikroorganizama i način obavljanja bioloških funkcija.

- Kako bismo istražili ulogu prostorno-vremenskih procesa u formiranju mikrobne zajednice i njihovog odgovora na različite okolišne uslove u slivnom području, prikupili smo uzorke vode s različitih vodenih tokova u površinskom slivu Plitvičkih jezera na dvadeset pet različitih lokacija tokom tri različita godišnja doba u razdoblju od dvije godine. Područje interesa obuhvaćalo je tri različite vrste vodenih tokova: pritoke, međujezerske potoke i rijeku Koranu, koja je glavni izlaz cijelog jezerskog sistema. Koristili smo metodu amplikonskog sekvenciranja okolišne DNA kako bi okarakterizirali bakterijsku i zajednicu gljiva, a ionskom kromatografijom i TOC analizatorom odredili smo okolišne parametere.

Rezultati istraživanja pokazali su da se okolišni uslovi i zajednice bakterija i mikrobnih gljiva razlikuju među različitim dijelovima slatkovodnog sistema, a te se razlike mijenjaju ovisno o dobu godine. Plitki pritoci pod jačim su uticajem okolonog tla, dok su međujezerski tokovi sastavom sličniji jezerima. Rijeka Korana sastavom je slična međujezerskim tokovima, odnosno samim jezerima. Također smo pronašli razlike u mikrobnim zajednicama između mjesta uzorkovanja koja su bila bliže jedno drugom i onih koja su bila udaljenija - dodaje Andrea Čačković.

Osim toga, istraživači su primijetili da tokom proljeća i zime dolazi do značajnog uticaja na oblikovanje zajednica mikroorganizama zbog masivnog ulaska mikroorganizama iz drugih ekosistema, primjerice putem površinskog oticanja tla u plitke potoke. Kretanje organizama između različitih dijelova ekosistema ima izraženiji uticaj na mikrobne zajednice u tom periodu. S druge strane, tokom ljeta veći uticaj imaju okolišni uslovi i sortiranje vrsta unutar istog ekosistema..

Također, otkrili su da su, na stvaranje bakterijskih zajednica, uglavnom uticali planirani procesi, a na zajednice gljiva uticali više slučajni procesi. Unatoč tim razlikama, otkrili su da je mikrobna zajednica u Plitvičkim jezerima ostala prilično stabilna zahvaljujući skupini mikroorganizama poznatoj kao jezgreni mikrobiom, koji je prisutan u svim dijelovima sistema.

Rezultati istraživanja imaju implikacije za buduća istraživanja i napore u praćenju i očuvanju slatkovodnih ekosistema, posebno s obzirom na sve veći uticaj čovjeka i klimatskih promjena. Razumijevanje mikrobnih zajednica i njihove dinamike ključno je za očuvanje ovih vrijednih prirodnih staništa i za održavanje ravnoteže u Plitvičkim jezerima.

- Naše istraživanje naglašava važnost proučavanja okolišne i mikrobne dinamike u ekosistemima slatkovodne mreže. Studija slučaja Plitvičkih jezera pruža neprocjenjiv uvid u ove složenije sisteme, pridonoseći našem razumijevanju zamršenih međusobnih veza između uslova okoliša, mikrobnih zajednica i funkcioniranja ekosistema. Rezultati istraživanja služe kao temelj za buduća istraživanja i inicijative praćenja usmjerene na očuvanje i zaštitu ovih vitalnih slatkovodnih ekosistema - zaključuje dr. sc. Sandi Orlić, dopisni autor na radu.

Ova studija naglašava važnost interdisciplinarnog pristupa istraživanju i saradnje među različitim naučnim institucijama. Samo kroz takvu sinergiju moguće je stvoriti cjelovitu sliku o mikrobnim zajednicama i njihovom uticaju na ekosisteme te razviti učinkovite strategije zaštite i održivog upravljanja slatkovodnim ekosistemima poput Plitvičkih jezera.