Opazovanje cianobakterij s sateliti

Za ustrezno upravljanje z vodami je ključnega pomena dolgoročno spremljanje cianobakterijskih razrasti – predvsem v luči podnebnih sprememb, obremenjenosti voda s hranili in drugih človeških vplivov, ki vodijo v njihovo pogostejše pojavljanje^1,2. Le redno in dolgoročno spremljanje kakovosti voda nam lahko pomaga razumeti, kaj so vzroki za spremembe v vodnem okolju.

Metode, ki jih navadno uporabljamo, zahtevajo fizičen obisk lokacije, vzorčenje in analizo v laboratoriju. S tem dobimo ogromno informacij, a je časovno potraten proces – že prevažanje z ene točke na drugo po vsej državi nam zapolni skoraj cel delovnik. Zaradi tega lahko spremljamo le omejeno število vodnih teles v relativno dolgih časovnih intervalih. Ker se cianobakterijske gošče hitro spreminjajo, s takšnim pristopom veliko informacij spregledamo. Zato v zadnjem času poskušamo uvesti tudi satelitsko opazovanje, pri katerem bomo s satelitskimi posnetki opazovali vodna telesa in pojave na njih.

Takšno daljinsko zaznavanje se pogosto uporablja za oceno nekaterih značilnosti vode, na primer količino hranil, organske snovi ali rastlinja v vodi, lahko pa ga uporabljamo tudi za opazovanje cianobakterijskih barvil. Klorofil in fikocianin sta dve barvili, prisotni v cianobakterijah, ki jim omogočata izvajanje fotosinteze. Na fotografijah posnetih s sateliti lahko opazujemo ta barvila in  tako izračunamo različne indekse, ki nam povejo, kje se pojavljajo cianobakterijske gošče, v kakšnem obsegu in v kakšni koncentraciji¹. Na podlagi tega lahko posredno ocenimo tudi koncentracijo cianotoksinov³.

Zaenkrat se ta tehnologija pogosteje uporablja v morjih in oceanih kot v površinskih vodah – v teh so namreč gošče manjše, tvorijo se hitreje in se premikajo bolj dinamično kot v oceanih, kar nekoliko otežuje njihovo spremljanje. Vendar je potencial satelitskega opazovanja velik, saj sateliti zajemajo podatke hkrati na obsežnih geografskih območjih, velika časovna pokritost pa omogoča spremljanje dinamike gošč skozi čas. Gre za posplošeno informacijo, ki seveda ne more biti tako natančna kot rezultati terenskih in laboratorijskih analiz. Lahko pa nam ponudi veliko količino informacij, ki v kombinaciji z ostalimi metodami vodijo do boljšega razumevanja našega okolja.

Klorofil in fikocianin lahko razločimo med seboj (in od drugih barvil v okolju) na podlagi valovne dolžine svetlobe, ki jo absorbirata. Pri klorofilu je to 440 nm in 675 nm, pri fikocianinu pa med 620 in 630 nm. Ker je fikocianin prisoten samo v cianobakterijah, klorofil pa tudi v algah, je prvi bolj ustrezen za specifično opazovanje cianobakterij. Vendar pa se klorofil s sateliti pogosteje meri, ima močnejši optični signal in je bolj obstojen znotraj celic³, zato se v praksi pogosto uporablja tudi za cianobakterijske gošče.

Velika jezera v ZDA posneta s satelita.

Povezane objave: serija objav o raziskovalnih metodah

Viri:

1. Shi, K. in sod. (2019). Remote sensing of cyanobacterial blooms in inland waters: Present knowledge and future challenges. Science Bulletin, 64(20), 1540–1556. https://doi.org/10.1016/j.scib.2019.07.002
2. Carey, C. C. in sod. (2012). Eco-physiological adaptations that favour freshwater cyanobacteria in a changing climate. Water Research, 46(5), 1394–1407. https://doi.org/10.1016/j.watres.2011.12.016
3. Stumpf, R. P., Davis, T. W., Wynne, T. T., Graham, J. L., Loftin, K. A., Johengen, T. H., Gossiaux, D., Palladino, D., & Burtner, A. (2016). Challenges for mapping cyanotoxin patterns from remote sensing of cyanobacteria. Harmful Algae, 54, 160–173. https://doi.org/10.1016/j.hal.2016.01.005

Tekst: Maša Zupančič