Ευτροφισμός και επίδραση βαρέων μετάλλων στα θαλάσσια μακρόφυτα του Θερμαϊκού κόλπου
Authors: Σεφερλής Μιλτιάδης 
Published: August 2021

Ο Θερμαϊκός όρμος δέχεται οικιστικά, αγροτικά και βιομηχανικά απόβλητα από τη λεκάνη απορροής μεγάλων ποταμών (Γαλλικός, Αξιός) και διαφόρων ρεμάτων και το πολεοδομικό συγκρότημα της Θεσσαλονίκης.Για την παρακολούθηση και την εκτίμηση της ρύπανσης από βαρέα μέταλλα έχουν χρησιμοποιηθεί από πολλούς ερευνητές τα θαλάσσια μακροφύκη και θαλάσσια αγγειόσπερμα. Συγκρίνοντας τους θαλάσσιους πρωτογενείς παραγωγούς μεταξύ τους, τα μακροφύκη πλεονεκτούν έναντι του φυτοπλαγκτού στη χρήση τους ως δείκτες καθώς έχουν μεγαλύτερο κύκλο ζωής και αντανακλούν έτσι μεγαλύτερη χρονικό διάστημα πιθανής ρύπανσης από μέταλλα. Σε επίπεδο φυσιολογίας, ως βιοδείκτης για την εκτίμηση της επίδρασης της ρύπανσης με βαρέα μέταλλα χρησιμοποιείται η σύνθεση μη πρωτεϊνικών θειολών. Στα φυτά οι θειόλες αυτές ονομάζονται φυτοχελατίνες λόγω της ικανότητά τους να δημιουργούν δεσμούς με μεταλλικά στοιχεία. Η γλουταθειόνη (L-γλουτάμυλ-L-κυστεΐνυλ-γλυκίνη) είναι η πιο κοινή φυτοχελατίνη.Η γλουταθειόνη λειτουργεί ως προστατευτικός παράγοντας στους οργανισμούς. Χρησιμοποιείται από την GSH S-τρανσφεράση στην αδρανοποίηση ξένων ενώσεων και είναι πρόδρομο μόριο των φυτοχελατινών οι οποίες στα φυτά είναι σημαντικές για την ρύθμιση της ενδοκυτταρικής συγκέντρωσης των βαρέων μετάλλων.Το μεγαλύτερο μέρος της εργασίας αυτής πραγματοποιήθηκε στο Εργαστήριο Βοτανικής του Τμήματος Βιολογίας του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου. Αποτέλεσε τμήμα του ερευνητικού έργου EUMAC – Eutrophication and Macroalgae, 3o Πρόγραμμα Πλαίσιο, EE. Το ευρύτερο αντικείμενο του έργου ήταν συγκριτικές μελέτες του μηχανισμού και της δυναμικής του θαλάσσιου ευτροφισμού σε βενθικά μακρόφυτα σε διάφορες ακτές της ΕΕ. Τμήμα της εργασίας πραγματοποιήθηκε στο Πανεπιστήμιο του Bergen δια μέσου του προγράμματος ERASMUS.Η εργασία είχε ως κύριους σκοπούς: 1) τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης κυστεΐνης και γλουταθειόνης στα επικρατούντα μακροφύκη και η σχέση μεταξύ της συγκέντρωσης των βαρέων μετάλλων στους ιστούς των επικρατούντων μακροφυκών και της συγκέντρωσης μεταλλο-δεσμευτικών πεπτιδίων (γλουταθειόνη, κυστεΐνη). 2) Να διερευνήσει τη σχέση μεταξύ της ανάπτυξης της βιομάζας των φυκών και των περιβαλλοντικών παραγόντων που την επηρεάζουν (θρεπτικά κ.α.). 3) Την εκτίμηση της πίεσης στα μακρόφυτα από τα βαρέα μέταλλα προσδιορίζοντας τις συγκεντρώσεις στους ιστούς των επικρατούντων ειδών. 4) Να συμβάλει στον προσδιορισμό της κατάστασης του όρμου της Θεσσαλονίκης όσον αφορά τον ανθρωπογενή ευτροφισμό λαμβάνοντας υπόψη τις κυριότερες πηγές θρεπτικών αλάτων που πιθανώς να την επηρεάζουν.Σε είδη μακροφυκών προσδιορίσθηκαν με ιδιαίτερη μέθοδο μεταλλο-δεσμευτικά πεπτίδια γλουταθειόνης και κυστεΐνης με επιτυχία. Προσδιορίσθηκαν οι σχέσεις των συγκεντρώσεων των πεπτιδίων αυτών με τις συγκεντρώσεις βαρέων μετάλλων στους θαλλούς των επικρατούντων μακροφυκών.Η συσσώρευση Cd, Zn, Cu οδηγεί στην αύξηση της γλουταθειόνης. Η μέθοδος έδωσε τη δυνατότητα να μετρηθούν με ακρίβεια χαμηλές συγκεντρώσεις πεπτιδίων.Στο φανερόγαμο Cymodocea nodosa προσδιορίσθηκαν για πρώτη φορά μεταλλο-δεσμευτικά πεπτίδια γλουταθειόνης και κυστεΐνης και δείχθηκε η σχέση της συγκέντρωσης τους στα φύλλα, στις ρίζες και στα ριζώματα με τη συγκέντρωση βαρέων μετάλλων στα μέρη αυτά.Οι συγκεντρώσεις κυστεΐνης και γλουταθειόνης μεταβλήθηκαν όπως οι συγκεντρώσεις του Cd στα φύλλα της Cymodocea nodosa.Kατά τη θερινή χρονική περίοδο παρατηρήθηκαν υψηλές συγκεντρώσεις των θρεπτικών αλάτων του αζώτου και των μετάλλων Cd, Zn και Cu.Δεν προσδιορίσθηκε σημαντική σχέση μεταξύ των συγκεντρώσεων Cd και της συγκέντρωσης της κυστεΐνης και της γλουταθειόνης στις ρίζες και στα ριζώματα του φανερογάμου Cymodocea nodosa.Η μεταβολή της σύνθεσης των πεπτιδίων σε όλες τις περιπτώσεις ακολούθησε τη μεταβολή της θερμοκρασίας και του pH του θαλασσινού νερού.Από την πολυκριτηριακή ανάλυση των παραμέτρων που προσδιορίσθηκαν στους σταθμούς δειγματοληψίας προκύπτει ότι οι κοινωνίες των θαλάσσιων μακρόφυτων (φύκη και το φανερόγαμο Cymodocea nodosa) είναι υποβαθμισμένες.Επίσης η έντονη ανάπτυξη ορισμένων ειδών μακροφυκών στους σταθμούς συνδέεται με την αυξημένη είσοδο αζώτου και φωσφόρου στον Θερμαϊκό.Η χρονική και χωρική διακύμανση των συγκεντρώσεων N-NO3, N-NO2 και P-PO4 είναι παρόμοιες με αυτές που περιγράφονται από άλλους ερευνητές στη διάρκεια της τελευταίας 20ετίας.Σε σχέση με άλλους κόλπους όπου οι επικρατούσες συνθήκες προσομοιάζουν με του Θερμαϊκού η συγκεντρώσεις των βαρέων μετάλλων στα θαλάσσια μακροφύκη δε διαφέρουν σημαντικά.