Előfizetés a lapra

Törékeny nádszál a mikroszkóp alatt

A hét kutatója, biológia, interjú, mikroszkóp, nád, növény, ökológia

2016/02/16

A nádszálak mikroszkópos keresztmetszeti képe másként néz ki különböző vízmélység mellett, az állóvízből vett minta esetén, azonban arról, hogyan is néz ki egy folyóvízi növénynél, vajmi keveset tudunk. A szövettani metszetek lefotózott képét számítógépes monitoron megjelenítve többféle mérést lehet elvégezni. Ezt a problémakört vizsgálja Szakály Ágnes, a Duna-kutató Intézet Makrofiton-ökológiai Kutatócsoport fiatal kutatója.

– Milyen vizsgálatokat végez a náddal kapcsolatban?

– A nádasok folyóvízi környezethez való alkalmazkodását tanulmányozzuk. Ez egy nagyon sokrétű kutatás egy OTKA-pályázat keretében, melynek témavezetője Engloner Attila. Az én témám a morfológiai és anatómiai vizsgálatok elvégzése. Ezenkívül genetikai vizsgálatokat, és az ELTE Analitikai Kémiai Tanszékével együttműködve elem­összetételi méréseket is végzünk.

– Miért érdekesek a folyóvízi nádasok?

– Azt vizsgáljuk, hogy a folyóvízi környezethez hogyan alkalmazkodik a nád. A nádra ható egyik legfontosabb tényező a vízborítás, melynek hatásával kapcsolatban már nagyon sok mindent leírtak a nád morfológiájáról és anatómiájáról. De ezt csak állóvízi, állandó vízborítású környezetben vizsgálták különböző vízmélységben fejlődő nádak összehasonlításával. Nem kutatták viszont ugyanezt változó vízborítású környezetben, ahol az adott nádszál növekedési ideje alatt nagyban változik a vízborítás.

– Hogyan folyik a gyakorlatban ez a vizsgálat a mintavételtől a mérésekig?

– 2013 nyarán gyűjtöttünk nádszálakat a Soroksári-Dunánál, a Riha-tónál és a Nyéki-Holt-Dunánál.

– Ezek inkább állóvizek, nem?

 

– A Riha-tóban tényleg nincsen vízáramlás, de folyóvízi eredetű: ez egy lefűződött mellékág. Vissza lehet nyomozni, hogy mikor vált állóvízzé, és ebben a témában is lehet vizsgálódni: látszik-e rajta a folyóvízi eredete? Vagy úgy néz ki, mint egy állóvíz? A Soroksári-Dunában lassan áramlik a víz, és szabályozott ingadozások vannak a vízállásban. A Nyéki-Holt-Dunában az az izgalmas, hogy időnként kap egy nagy „löketet”: a Duna bizonyos magasságú árhullámai esetén átfolyik rajta a víz. Akkor több méterrel is megemelkedhet a vízszint, és a víz több hétre elboríthatja a nádast.

 A mintavételi területeken három, a parttal párhuzamos mintavételi vonallal, transzekttel dolgoztunk. A mintavételi helyek e vonalak mentén helyezkednek el, egymástól körülbelül 30 méter távolságra van egy-egy pont. 300-500 méter hosszú szakaszon vizsgálódtunk. Egy transzekt mentén 15 pont van, így összesen 45 pontból gyűjtöttünk nádakat területenként. Minden pontban 3 nádszálat vágtunk ki a talajfelszínen, illetve a vízfelszín alól, amennyire alá tudtunk nyúlni. A nádszálakon először a laboratóriumban a morfológiai vizsgálatokat végeztem el. Lemértem minden egyes nádszál összes levéllemezének a hosszát és szélességét, a levélhüvelyek hosszúságát, az egyes szártagok hosszúságát és átmérőjét. Ezután kezdtem el az anatómiai méréseket.

– Metszeteket készít nádszálból?

– Kézi metszeteket készítek az alsó 5 szártag közepéből. Először kivágok egy nagyobb darabot, amit vízben áztatok egy hétig, így fel tud puhulni. Utána hagyományos borotvapengével készítem a metszeteket, melyeket sejtfalfestékkel megfestek. Azután zselatinnal fixálom a mintákat. Lefedem, bekerülnek a metszetdobozba, és utána megkezdődhet a fotózás.

  A közönséges nád (Phragmites australis) szárának keresztmetszeti képe. Fentről lefelé haladva a bőrszövet, a légjáratok üregei, a szilárdítószövet kékre festődött rétege, alatta az alapszövet, s abba  ágyazódva a szállítónyalábok láthatóak.

(FOTÓ:SZAKÁLY ÁGNES)


– Mit és hogyan mér a metszeteken?

– A mikroszkópokra kamerák vannak felszerelve, és ezeket összekötötték számítógéppel. Így a metszetek mikroszkópos képe a monitoron jelenik meg. A metszetekről készült fotókon egy képfeldolgozó program segítségével vizsgálom a különböző szöveteket. A vizsgált 5 szártag egy-egy keresztmetszetén 5 helyen mérem a teljes falvastagságot, a bőrszövet és az alatta lévő réteg együttes vastagságát, a légjárat átmérőjét és területét, valamint a szilárdítószövet és az alapszövet vastagságát. Lemérem a szállítónyalábok teljes területét, ezen belül a szilárdítószövetnek és a két faelemnek, illetve a háncsrésznek a területét. Összesen 11 változót mérek egy metszeten. A hatalmas adatmennyiséget pedig többváltozós statisztikai módszerekkel fogjuk elemezni.

– Hogyan függnek össze a környezettel ezen adatok?

– A nádnak el kell látnia a vízben lévő alsó részeit oxigénnel – ezt a légjáratokon és a szárak központi üregén keresztül biztosítja. A légjáratok üregének területe sajátos eloszlást mutat a vízmélység növekedése mentén állóvízben: nem lineárisan nő a vízmélységgel, hanem van egy sekélyebb vizű és egy mélyvízi maximumuk. Bizonyos vízmélységnél mélyebb vízben pedig egészen összeszűkül, így azon a szűk járaton keresztül már nem tud biztosítani elegendő oxigénutánpótlást a gyökereinek és az aljzatban kúszó hajtásának. Ez összefügg azzal, milyen mély vízben képes megélni a nád.

 Állóvizekben Európa-szerte tapasztalták a nádpusztulás jelenségét, amit az anoxiával hoztak összefüggésbe – ez az egész vizsgálatunk egyik kiindulópontja. Nagy vízmélységben bekövetkeznek bizonyos szövettani változások, amelyek „ráerősítenek” az anoxiára, azaz az oxigénhiányos állapotra, mely nádpusztuláshoz vezet.

 Érdekes a szilárdítószövet is. Vajon változó vízjárású élőhelyen, illetve a Nyéki-Holt-Dunában, ahol időszakos a vízáramlás, hogyan alkalmazkodik a nád, tükröződik-e a vízjárás változása a szilárdítószövet vastagságában? Mivel a nádat folyóvízi környezetben alig vizsgálták, semmit nem tudunk még arról, hogy a változó vízborítás hogyan jelenik meg a szövetekben.

– Milyen vizsgálatoknak veti még alá a nádszálakat?

– Végeztünk idén egy növekedésvizsgálatot, a morfológiai szintű alkalmazkodás témaköréből. 10 naponta felkerestük ugyanazokat a nádszálakat, és megmértük a magasságukat, illetve a levélemeleteknek a távolságát. Ezek a nádak a parton, illetve különböző vízmélységben fejlődnek. A kutatásnak az a célja, hogy kiderítsük: felhasználható-e a nád a vízjárás lehetséges indikátoraként? Állóvízi környezetben történt kutatásokból már ismert, hogy a nád szártagjai a vegetációs időszak meghatározott részében fejlődnek ki, majd változatlanok maradnak. A levélemeletek távolsága a szártagok hosszával korrelál. Azt is tudjuk, hogy szárazabb élőhelyen kevesebb, de hosszabb szártag fejlődik – a nád átlagosan kisebb termetű, míg vízben magasabb nádak fejlődnek több, de rövidebb szártaggal. Felmerül a kérdés, hogy a szártagok hosszúsága visszavezethető-e a terepen dokumentált vízszintingadozásra. A válaszok még az adatokban rejtőznek, melyeket mostanában elemzünk.

Nádnövekedés-mérés terepen, a Molnár-szigeten, a Soroksári-Dunában (FOTÓ: NÉMETH KITTI)

– A nád az egész világon mindenfelé előfordul?

– A közönséges nád az egyik legnagyobb elterjedési területű fűfélénk a mérsékelt és a trópusi övben. Hazánkban ez az egy nádfaj őshonos. Kiskertekben szokták az olasznádat ültetni, mely a Me­di­ter­rá­ne­um­b­an honos növény.

– Másképpen néz ki a nád, mások ezek a paraméterek, amiket mérnek a mérsékelt övben és a trópusokon?

– A trópusi nádakról nincsenek információim, de morfológiai alapon a közönséges nádat egyes kutatók több alfajra osztják fel. Például Észak-Amerikában egy másik alfaja él a nádnak, de bekerült oda az eurázsiai alfaj, és invazívvá vált. Sokat küzdenek az eurázsiai alfajjal, mert terjed, és kiszorítja az ottani őshonos amerikai alfajt. Vannak minimális morfológiai különbségek a két alfaj között, és vannak közöttük ökológiai különbségek, melyeket intenzíven kutatnak.

 BAJOMI BÁLINT

 

2015/50