ZM R TAHTALI BARAJ GÖLÜ NÜN TOKS K S YANOBAKTER TÜRLER VE BAZI M KROS ST N VARYANTLARI YÖNÜNDEN ARA TIRILMASI

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Ebat: px
Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "ZM R TAHTALI BARAJ GÖLÜ NÜN TOKS K S YANOBAKTER TÜRLER VE BAZI M KROS ST N VARYANTLARI YÖNÜNDEN ARA TIRILMASI"

Transkript

1 EGE ÜN VERS TES FEN B L MLER ENST TÜSÜ (DOKTORA TEZ ) ZM R TAHTALI BARAJ GÖLÜ NÜN TOKS K S YANOBAKTER TÜRLER VE BAZI M KROS ST N VARYANTLARI YÖNÜNDEN ARA TIRILMASI Sema SP RL Su Ürünleri Yeti tiricilik Anabilim Dal Bilim Dal Kodu: Sunu Tarihi: Tez Dan man : Prof. Dr. evket GÖKPINAR Bornova- ZM R

2

3 III Sema SP RL taraf ndan doktora tezi olarak sunulan Tahtal Baraj Gölü nün Baz Mikrosistin Varyantlar Yönünden ncelenmesi ba l kl bu çal ma E.Ü. Lisansüstü E itim ve Ö retim Yöneteli i ile E.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü E itim ve Ö retim Yönergesi nin ilgili hükümleri uyar nca taraf m zdan de erlendirilerek savunmaya de er bulunmu ve. tarihinde yap lan tez savunma s nav nda aday oybirli i/oyçoklu u ile ba ar l bulunmu tur. Jüri Üyeleri mza Jüri Ba kan :... Raportör Üye :. Üye :..

4 IV

5 V ÖZET ZM R TAHTALI BARAJ GÖLÜ NÜN TOKS K S YANOBAKTER TÜRLER VE BAZI M KROS ST N VARYANTLARI YÖNÜNDEN ARA TIRILMASI SP RL, Sema Doktora Tezi, Su Ürünleri Yeti tiricilik Bölümü Tez Yöneticisi: Prof Dr. evket GÖKPINAR Haziran, 77 sayfa Bu çal mada zmir li nin içme ve kullanma suyu ihtiyac n n % 40 n kar layan Tahtal Baraj Gölü nde halk ve çevre sa l aç s ndan önemli olan siyanobakteri türleri ile bu türler taraf ndan üretilebilen baz mikrosistin varyantlar çal ld. Nisan 2006 ve ubat 2007 tarihleri aras nda, Tahtal Baraj Gölü nden al nan su örneklerinde fiziko-kimyasal parametreler (s cakl k, ph, amonyum azotu, nitrit azotu, nitrat azotu, fosfat fosforu) ve klorofil-a ölçüldü. 45 µm göz aç kl na sahip plankton kepçesi ile al nan plankton örneklerinin bir k sm lugol ile fikse edilerek tür tayinleri yap ld ve kalan örnekler liyofilize edilerek kurutulduktan sonra HPLC-PDA cihaz ile mikrosistin varyantlar yönünden analiz edildi. Örneklerin tür tayinleri sonucunda toksik siyanobakteri türlerinden Aphanizomenon flos-aquae, Anabaena affinis, Oscillatoria sp. ve Microcystis aeruginosa türleri tespit edildi. Mikrosistin yönünden yap lan analiz sonuçlar na göre, Tahtal Baraj Gölü nde miskosistin-rr, YR, LR ve LF tespit edildi. Tespit edilen bu mirosistin varyantlar n n miktar, Dünya Sa l k Örgütü nün MC-LR için içme sular nda önerdi i limit olan 1.0 µg.l -1 nin alt nda bulundu. Su rezervuarlar n n su kalitesi karakteristikleri çevre ve iklim ko ullar na ba l olarak de i im gösterebildi i için, halk sa l aç s ndan oldukça önemli olan Tahtal Baraj Gölü gibi su rezervuarlar n n düzenli

6 VI olarak siyanobakteriler ve toksinleri yönünden takip edilmesi gerekmektedir. Anahtar sözcükler: Toksik siyanobakteri türleri, mikrosistin, HPLC, Tahtal Baraj Gölü

7 VII ABSTRACT MONITORING IZMIR TAHTALI RESERVOIR FOR TOXIC CYANOBACTERIA AND CERTAIN MICROCYSTINE VARIANTS. spirli, Sema Doctorate Thesis, Director of Thesis: Prof. Dr. evket GÖKPINAR June, 77 pages In this work, research, for certain Cyanobacteria which are important for public and environmental health and the microcystin variants that can be produced by these microorgainsms was carried out in Tahtal Reservoir which accounts for %40 of the drinking water of the Izmir Province. In the water samples taken from Tahtal Reservoir between April 2006 and February 2007, physico-chemical parameters (Temperature, Ph, Nitrogen from Ammonium, Nitrate-N, Nitrite-N, Phosphate-P) and Chlorophyll-a were determined. Some plankton samples, collected with a plankton scoop net with a 45 µm mesh size, were fixed with lugol for identification and the rest were freze-dried to be anlyzed for microcystin variants with HPLC-PDA. As the result of species identification, Aphanizomenon flos-aquae, Anabaena affinis, Oscillatoria sp. and Microcystis aeruginosa were detected. Microcystin analysis reults revealed microcystin-rr, YR, LR and LF in the Tahtal Reservoir. The level of these microcystin variants were found to be under the limit of 1µg.1-1 set by World Healh Organization for drinking water. Due to the fact that, the quality characteristics of water quality in reservoirs change according to environmental and climatic conditions, Cyanobacteria and their toxins should be regularly monitored in reservoirs as crucial to human health as Tahtal Reservoir.

8 VIII Key Words: Toxic Cyanobacteria, Microcystin, HPLC, Tahtal Reservoir

9 IX TE EKKÜR Bu çal ma süresince en büyük destekçim olan ve hiçbir konuda ilgi ve yard m n eksik etmeyen de erli hocam Prof. Dr. evket Gökp nar a, te ekkürlerimi bir borç bilirim. Ayr ca, Tahtal Baraj Gölü nden örnekleme yapabilmemiz için gereken izin ve ekipmanlar sa layan bütün ZSU çal anlar na, özellikle örneklemeler esnas nda yard m n esirgemeyen Su Ürünleri Mühendisi Gökhan Saç n a, çok te ekkür ederim. Mikrosistin analizlerinin yap lmas nda laboratuvar imkanlar ndan faydalanmam za izin veren Bornova Veteriner Kontrol ve Ara t rma Enstitüsü Müdürlü ü ne ve Toksikoloji Laboratuvar na, özellikle bilgilerini ve analizler esnas nda deste ini esirgemeyen Kimyager Güven Özdemir e, te ekkürlerimi sunar m. Ayr ca bilgilerini benimle payla maktan kaç nmayan de erli hocalar m Doç Dr. Meriç Albay ve Doç Dr. Reyhan Akçaalan a, sonsuz te ekkürler. Foto raf çekiminde mikroskop payla m gösteren say n hocam Prof. Dr. Tufan Koray ve Dr. Teoman plikçi ye, beni ilk olarak toksik algler konusuna yönlendiren Prof. Dr. Semra Cirik e ve deste ini hiçbir zaman esirgemeyen sevgili e im lker Güven e, te ekkürlerimi bir borç bilirim.

10 X Ç NDEK LER Sayfa ÖZET...V ABSTRACT...VII TE EKKÜR.IX EK LLER D Z N. XVI TABLOLAR D Z N. XVIII S MGELER VE KISALTMALAR D Z N...XX 1 G R.1 2 ÖNCEK ÇALI MALAR Siyanobakteriler Siyanobakterilerin Temel Gruplar...7

11 XI Ç NDEK LER (devam) Sayfa 2.3 Siyanobakterilerin A r Üreme Ko ullar I k iddeti Gaz vakuolleri Büyüme h zlar Büyümede fosfor (P) ve azotun (N) rolü S cakl k ve ph Siyanobakteriyel Toksinler Nörotoksinler Dermatotoksinler ve di erleri Hepatotoksinler Mikrosistinler Mikrosistinlerin Üretimi Mikrosistin üretimini etkileyen faktörler Mikrosistinlerin Bozunmas Kimyasal bozunma Biyoloik bozunma..19

12 XII Ç NDEK LER (devam) Sayfa Biyobirikim Mikrosistinlerin Canl lar Üzerine Etkileri Hayvanlar üzerine etkisi nsan sa l üzerine etkisi Mikrosistinlerin akut etkileri Mikrosistinlerin kronik etkileri 25 3 MATERYAL VE YÖNTEM Çal ma Alan (Tahtal Baraj ) Fiziko-kimyasal parametreler Önlem Hücre Materyali Kimyasallar ve standartlar Solüsyon haz rlama Ana stok standartlar n haz rlanmas Ara stok standartlar n haz rlanmas Standart Çal ma solüsyonlar n n haz rlanmas... 33

13 XIII Ç NDEK LER (devam) Sayfa Kalibrasyon e risi Ekstraksiyon Mikrosistin analizi Yöntem BULGULAR S cakl k Amonyum Azotu Nitrit Azotu Nitrat Azotu Fosfat Fosforu Klorofil-a Mikrosistin Tahtal Baraj Gölü nün Doluluk Oranlar TARTI MA 49

14 XIV Ç NDEK LER (devam) Sayfa KAYNAKLAR D Z N.. 55 EKLER.72 EK 1 Anabaena affinis.72 EK 2 Phormidium tenue...73 EK 3 Aphanizomenon flos aquae...74 EK 4 Oscillatoria sp EK 5 Microcystis aeruginosa, Dinobryon sp..76 ÖZGEÇM.77

15 XV EK LLER D Z N ekil Sayfa 2.1 Mikrosistin-LR nin kimyasal yap s Tahtal Baraj Gölü Havzas Tahtal Baraj Gölü çal ma alanlar 1,2, Tahtal Baraj Gölü nde görülen siyanobakteri türlerinin aylara göre da l m Tahtal Baraj Gölü nde bulunan siyanobakterilerin tür say s yönünden yüzde da l mlar Tahtal Baraj Gölü nün s cakl k de i imleri (ºC) Tahtal Baraj Gölü ne ait amonyum azotu de erleri (mg.l -1 ) Tahtal Baraj Gölü ne ait nitrit azotu de erleri (mg.l -1 ) Tahtal Baraj Gölü ne ait nitrat azotu de erleri (mg.l -1 ) Tahtal Baraj Gölü ne ait fosfat fosforu de erleri (µg.l -1 ) Tahtal Baraj Gölü ne ait klorofil-a de erleri (µg.l -1 )...42

16 XVI EK LLER D Z N (devam) ekil Sayfa 4.9 Tahtal Baraj Gölü nden ölçülen mikrosistin miktarlar n n aylara göre de i imi (µg.g -1 ) Tahtal Baraj Gölü ne ait mikroalg örneklerinden ölçülen mikrosistin-rr,yr,lr,lw ve LF miktarlarlar n n yüzde da l mlar Mikrosistin-LW ve LF standartlar na ait kromatogramlar Mikrosistin-RR, YR ve LR standartlar na ait kromatogramlar...45

17 XVII TABLOLAR D Z N Tablo Sayfa 1.1 Toksik siyanobakteriyel a r üremelere ili kin co rafik raporlar Siyanobakterilerin temel gruplar (eski ve yeni s n fland rman n kar la t r lmas ) Siyanotoksinler, hedef ald klar organlar ve bu siyanotoksinleri üreten siyanobakteri türleri Bilimsel literatürlerde rapor edilen mikrosistin varyantlar ndan baz lar Tahtal Baraj Gölü nün su kalitesi karakteristikleri Carlson (1977) a göre trofik durum indeksine göre göllerin özellikleri Tahtal Baraj Gölü ne ait mikroalg örneklerinden ölçülen mikrosistin- RR, YR, LR, LW ve LF miktarlar (µg.g -1 ) Tahtal Baraj Gölü nün y llar aras ndaki toplam su miktar ve oranlar Tahtal Baraj Gölü nün 2006 ve 2007 y llar aras ndaki su seviyelerinin kar la t r lmas 48

18 XVIII TABLOLAR D Z N (devam) Tablo Sayfa 5.1 Tahtal Havzas nda ölçülmü su kalitesi parametrelerinin de erleri..52

19 XIX S MGELER VE KISALTMALAR K saltmalar Aç klama HPLC : High Performance Liquid Chromatography PDA : Photodiode Array Detection PSP : Paralytic Shellfish Poisons TD : Trofik Durum ndeksi LD50 : Uyguland populasyonun yar s n öldüren doz Ppm : mg/kg veya mg/l veya ng/ml veya ng/g Ppb : µg/kg veya ng/l veya µg/ml veya µg/g

20

21 1 1 G R Siyanobakteriler dünya genelinde tatl su, ac su ve deniz planktonunun yayg n üyeleridirler. Toprakta ve kayalarda bulunabildikleri gibi bitki ve mantarlarla simbiyotik olarak da ya ayabilirler (Metcalf and Codd, 2004). Mavi-ye il algler, Schizophyta veya Myxophyta olarak da isimlendirilen bu grup üyeleri gerçek çekirdek ve plastidleri olmayan prokaryotik organizmalard r. Çekirdek zarlar olmad ndan DNA ve pigment maddeleri sitoplazma içinde da n k halde bulunur. Hücrede bulunan pigment maddeleri çok çe itlidir. Bunlar; Klorofil-a ve c, fikosiyanin ve pigment aksesuar olarak ß+k karoten ve ksantofildir. Alglerin mavi-ye il görünü leri fikosiyanin ve di er pigmentlerin fikoeritrin pigmentini örtmesinden ileri gelir. Hücre çeperi selüloz ve pektindir. Yedek besin maddeleri ni asta yerine glikojen, proteinlerden siyanofisin ve volitindir (Cirik ve Gökp nar, 1993). Siyanobakteriler, 2,5 milyar y l önce ilk klorofile sahip olan ve oksijenli fotosentez yapan alg-bakteri aras organizmalard r. Fotosentez ile ürettikleri oksijenle ilk atmosferik oksijeni olu turmu lard r. Atmosferik azotu fikse eden türleri topra n ve suyun verimlili ine küresel anlamda katk sa lar (Rai, 1990). Bu özelliklerinden dolay geni pirinç ekim alanlar na azot fikse eden siyanobakteriler a lanarak suyun azot bak m ndan zenginle mesi sa lanmakta ve böylece azotlu kimyasal gübrelerden tasarruf edilmektedir. Ayr ca bir çok siyanobakteri türü besin de erleri yüksek oldu u için ABD gibi ülkelerde halk n tüketimine sunulmaktad rlar. Amerika ve Kanada da yakla k bir milyon insan y lda ortalama 133 milyon dolarl k mavi ye il alg içeren g dalar tüketmektedirler (Billam, 2006). Ya am m z için bu kadar de erli olan bu organizmalar ayn zamanda insan, hayvan ve çevre sa l aç s ndan risk kayna olabilirler. Sanayile menin, tar msal uygulamalar n ve insan aktivitelerinden gelen at klar n artmas neticesinde dünyadaki ço u su kütlesinde ötrofikasyon olgusu al lm bir durum haline gelmi tir. Ötrofikasyon, suda a r nutrient oldu unda meydana gelir ve bu da algal ve siyanobakteriyel üremeyi te vik eder. Toksik siyanobakteriler kendileri için durgun su kütlesi, yeterli nutrient ve güne gibi optimum ko ullar sa land nda a r üreyebilirler. A r üreyen siyanobakteriler ortama

22 2 siyanotoksin salabilirler. Normalde siyanotoksinler hücre içerisinde tutulurlar ve hücre bütünlü ü bozulmad sürece kolay kolay ortama sal nmazlar, ancak bozunma sürecinde hücreler bütünlüklerini kaybederler ve böylece biyotoksinler serbest kal rlar. Siyanobakterilerin a r üremesi ile sudaki çözünmü oksijen azal r ve sonuç olarak bal klarda ve di er sucul organizmalarda toplu ölümler olu ur. Bu suyu içme suyu olarak kullanan hayvanlarda ve insanlarda akut ve kronik sa l k sorunlar (karaci er, böbrek hasar gibi) görülebilir (Hooser et al., 1990; Chorus and Bartram, 1999). Dünya genelinde toksik siyanobakteriyel a r üremelere ili kin co rafik raporlar tablo 1.1 de verilmi tir. Tablo 1.1: Toksik siyanobakteriyel a r üremelere ili kin co rafik raporlar (Codd et al., 2004 ten de i tirilerek ve Herry et al., 2007 den). Avrupa Belçika, Çek Cumhuriyeti, Danimarka, Estonya, Finlandiya, Fransa, Almanya, Yunanistan, Macaristan, rlanda, talya, Letonya, Hollanda, Norveç, Polonya, Portekiz, Rusya, Slovakya, Slovenya, spanya, sveç, sviçre, Ukrayna ve ngiltere Amerika Orta Asya ve Asya Avustralya Afrika Denizler Antarktika Arjantin, Bermuda, Brezilya, Kanada, ili, Meksika, ABD (en az 27 eyalette), Venezuella Banglade, Hindistan, srail, Japonya, Ürdün, Malezya, Nepal, Çin, Filipinler, Suudi Arabistan, Sri Lanka, Güney Kore, Tayland, Türkiye, Vietnam Avustralya, Yeni Kaledonya, Yeni Zelanda Botsvana, M s r, Etiyopya, Kenya, Fas, Güney Afrika, Zimbabve, Tunus Atlantik Okyanusu, Balt k Denizi, Karayip Denizi, Hint Okyanusu Mc Murdo Buz Tabakas

23 Tablo 1.1 de de bahsedildi i gibi Türkiye sular ndan da bildirilen siyanobakteriyel a r üreme vakalar vard r. Bunlardan biri 1981 y l nda Kurtbo az Baraj Gölü nde özellikle Aphanizomenon un neden oldu u siyanobakteriyel a r üreme olgusudur (G. Aykulu, sözlü görü me; Albay, 2003a dan). Bildirilen bir di er olgu ise 1994 y l nda znik Gölü nde Anabaena spp. nin olu turdu u a r üreme ve buna ba l geli en bal k ölümleridir (Albay, 1996; Albay, 2003a dan) y l nda ise E irdir Gölü nden Microcystis aeruginosa n n neden oldu u bir ba ka a r üreme olgusu rapor edilmi tir (Sömek et al., 2008). Türkiye de siyanobakteriyel toksin olu umuna ili kin ilk rapor 1998 y l nda Sapanca, znik ve Taskisi Gölleri nde yap lan çal maya aittir ve bu çal maya göre Sapanca Gölü nde 20 m den al nan örneklerde 3.65 µg.l -1 mikrosistin-lr, Taskisi Gölü nde ise 2,43 µg.l -1 mikrosistin-lr tespit edilmi tir (Albay et al., 2003a). Yine y llar nda stanbul un bir çok bölgesine su sa layan Ömerli Baraj ham suyunda 2.1 µg.l -1 mikrosistin-lr tespit edilmi tir (Albay et al., 2003b) y llar aras nda Küçükçekmece Lagünü nde ,2 µg.l -1 aras nda de i en miktarlarda mikrosistin-lr tespit edilmi tir (Albay et al., 2005). Siyanotoksinler hedef ald klar organlara göre nörotoksinler, hepatotoksinler ve deri irritantlar olmak üzere 3 gruba ayr l rlar (Carmichael, 1992; 1994). Mikrosistinler özellikle tatl su siyanobakterileri taraf ndan üretilen hepatotoksik peptitlerdir. Günümüze kadar 80 den fazla mikrosistin varyant izole edilmi tir (WHO, 2004). Mikrosistinler öncelikle karaci eri hedef al rlar (Nishiwaki et al., 1994). Mikrosistine akut olarak maruz kal nd nda bulant, kusma, ishal gibi gastrointestinal etkiler, karaci er hastal klar, deri iltihab, kulak ve a zda tahri, yüksek dozlarda maruz kal nd nda ise 1-3 saat içinde ölüm görülebilir (Rao et al., 2002). Mikrosistine dü ük dozlarda uzun süre maruz kal nd nda ise tümör olu umu, karaci er ve böbrek hasar görülebilir (Ohta et al., 1994). nsanlarda mikrosistine maruz kalman n ba l ca yolu içme sular d r. Günümüzde yeralt kaynak sular n n iyice azalmas na ba l olarak yüzey sular ndan içme ve kullanma suyu olarak faydalanma artm t r. Güne na maruz kalan yüzey sular mikrosistinleri insan sa l aç s ndan daha tehlikeli hale getirmi tir. Bu nedenle bu çal mada zmir ilinin su ihtiyac n n % 40 n kar layan Tahtal Baraj Gölü 5 yayg n mikrosistin varyant yönünden incelenmi tir. 3

24 4 Bu çal ma ile Tahtal Baraj Gölü siyanotoksinler yönünden ilk kez incelenmi tir. Yakla k bir y l boyunca bu baraj gölünden örnekleme yap lm, al nan su örnekleri toksik mikroalg türleri ve toksinleri ile fiziko-kimyasal parametreler yönünden ara t r lm t r. Al nan plankton örnekleri liyofilize edildikten sonra HPLC-PDA (High Performance Liquid Chromatography - Photodiode Array Detection) cihaz ile mikrosistin yönünden analiz edilmi ve ç kan sonuçlar Dünya Sa l k Örgütü nün mikrosistin-lr için içme sular nda önerdi i limit olan 1.0 µg.l -1 ile kar la t r lm t r.

25 5 2 ÖNCEK ÇALI MALAR 2.1 Siyanobakteriler Siyanobakteriler dünyan n her yerinde da l m gösteren en ilkel fotosentetik organizmalard r (Brock, 1973). Sucul ekosistemin primer üreticileridirler ve besin de erleri yüksektir (Tiffany, 1958). Eski dünyan n öncüleri olarak kabul edilen siyanobakterilerin dip kayalarda 3,5 milyon y ll k fosilleri bulunmu tur (Bryant, 1994). Fosil kay tlar na geçtiklerinden beri yakla k 1 milyar y ld r dünyan n atmosferindeki oksijen üretiminden sorumlu olduklar na inan l r. Onlar n dünyadaki ilk oksijeni olu turan fototrofik organizmalar oldu u ve bu sayede de dünya atmosferinin oksijensiz (anoksik) halden oksijenli (oksik) hale geçti i dü ünülür (Rothschild and Mancinelli, 1990; Collerson and Kamber, 1999). Oksijen üretimi ile ultra viyole nlar n bloke eden ozon tabakas olu ur (Wilhelm and Trick, 1994; Collerson and Kamber, 1999). Do adaki bu uzun süreli varolu lar sayesinde de s cak kaynaklardan so uk Antarktik göllere ve topra a kadar uç örihalin ve öritermal çevreleri içeren geni habitatlara yay lm lard r (Raven et al., 1992). Siyanobakteriler taksonomik olarak Prokaryota aleminin, gram negatif hücre duvarl bakterilerileri de içine alan Gracilicutes bölümünün, Photobacteria s n f n n, Oxyphotobacteria alts n f n n, Cyanobacteriales tak m nda yer al rlar (Gibbons and Murray, 1978). Mikroskobik olarak küçük, tek hücreli veya filamentlidirler. Prokaryotik organizmalard r, yani gerçek bir çekirdekleri ve zarla çevrili organelleri yoktur. Gerçek bir zarla çevrili çekirdeklerinin olmay nedeniyle bakteri olarak, fotosentetik olmalar nedeniyle de bazen alg olarak s n fland r l rlar. Hücre duvarlar n n yap s Gram (-) bakterilerin hücre duvar na benzer özelliktedir ve az miktarda peptidoglukan içerir (Fay and Van Baalen, 1987; Bryant, 1994). Büyük bir ço unlu u aerobik fotoototrofturlar. Bu türler ya amlar boyunca sadece su, karbondioksit ve inorganik maddelere ihtiyaç duyarlar. Yaln z baz türlerin tamamen karanl k olan do al çevrelerde uzun periyotlar boyunca canl kalabildikleri ve heterotrof beslenme becerisi gösterdikleri bilinmektedir (Fay, 1965).

26 6 Üremeleri e eysizdir. Filamentli formlarda üreme trikomun parçalanmas yla ya da özel hormogonian n ekillenmesiyle gerçekle ir. Hormogonia, trikomun üremeyi sa layan farkl bir segmentidir (Fay and Van Baalen, 1987; Bryant, 1994). Siyanobakterilerdeki fotosentetik pigmentler tilakoidlerde lokalize olmu tur ve sitoplazman n içinde serbest olarak bulunurlar. Pigment olarak klorofil-a ve fikobilin içerirler. Fikobilinlerin fikosiyanin ad verilen bir grubu mavi renklidir ve ye il renkli klorofil pigmentleriyle birlikte siyanobakterilere mavi-ye il renk verirler (Chorus, 2001). Siyanobakterilerin di er alglere göre baz üstünlüklere sahiptirler. Bunlardan birincisi; kendileri için gerekli nutrient ve metabolitleri sitoplazmalar nda depolama konusunda ola anüstü bir yetene e sahip olmalar d r. Bu amaca hizmet eden önemli sitoplazmik içerikler elektron mikroskobuyla görülebilirler (örne in; glikojen granülleri, lipid globülleri, siyanofisin granülleri, polifosfat kitleleri, karboksizomlar). Baz nutrientlerin bol oldu u durumlarda bu nutrientler yedek ürünler olarak siyanobakterilerin sitoplazmalar nda biriktirilirler. Örne in, kullan labilir azot kayna n n olmad durumlarda azotlu hücre bile enlerinin sentezine ara verilir ve fotosentezin birincil ürünleri olan glikojen ve lipidlerin sentezine ve depolanmas na ba lan r (Fay and Van Baalen, 1987). Siyanobakteriler taraf ndan gerçekle tirilen azot fiksasyonu yeryüzündeki di er canl organizmalar n gereksinimi olan en basit besinleri veren temel bir metabolik süreçtir. Siyanobakteriler nitrojenaz enzimini kullanarak, azotu amonyuma (NH 4, azotun g da zincirine girebildi i form) dönü türürler. E er sadece güne enerjisini kullanarak biyosentetik ve metabolik süreçlerini sürdürüyorlarsa, büyümeleri için azot, karbondioksit, su ve mineral elementler yeterli olur. Azot fikse eden siyanobakteriler filamentli ve heterosist içeren cinslerde yayg nd rlar (örne in; Anabaena, Nostoc) (Stewart, 1973; Chorus and Bartram, 1999 dan). Fakat heterosisti olmayan siyanobakteriler aras nda da (örne in, Trichodesmium) azot fikse eden türlerin oldu u bilinmektedir (Carpenter et al., 1992). Di er nutrientlerin kullan l r oldu u fakat azotun bask n olarak s n rland ko ullarda azot fikse eden siyanobakteriler avantajl duruma geçer ve a r üreyebilirler. A r ço alabilen baz siyanobakterilerin sahip olduklar bir di er avantajl durum ise akinetleridir. Akinetlerin fonksiyonu, olumsuz çevre

27 ko ullar na dayanmak ve artlar düzeldi inde yeni hücrelere dönü ebilmektir. Akinetler oldukça kal n bir zarfa sahip olup, s ca a ve kura a dirençlidirler. Akinetlerin çevre ko ullar n n elveri siz oldu u dönemler boyunca resting hücreler olarak fonksiyon gösterdikleri dü ünülür. Bu sayede, akinetleri olan siyanobakteriler her arta uyum sa layabilirler ve ortam ko ullar düzeldi inde geli melerini sürdürebilirler (Chorus and Bartram, 1999). Siyanobakterilerin ço u gaz vakuollerine sahiptir. Gaz vakuolleri sitoplazmada bulunur, silindirik yap dad r ve içi gaz ile doludur. Gaz vakuolleri bu organizmalara buoyansi yetene i kazand r r. Planktonik türler, bu özellik sayesinde vertikal su kolonundaki pozisyonlar n ayarlayabilirler. Bu sayede büyümeleri ve hayatta kalmalar için en uygun ortam bulurlar. Siyanobakteriler ipucu olarak farkl çevresel uyaranlar (fotik, termal, kimyasal, yerçekimsel gibi) kullan rlar. Örne in n azald ve büyüme oran n n yava lad durumlarda gaz vakuolleri artarak hücrelerin yüzeye ç kmas n sa lar ve böylece ktan daha fazla faydalanmalar na olanak verir. Di er fitoplanktonik organizmalarla rekabette buoyansi yetene i büyük avantaj sa lar (Walsby, 1987) Siyanobakterilerin Temel Gruplar Tablo 2.1 de Ripka et al., (1979) ve Fritsch (1945) e göre siyanobakterilerin temel gruplar kar la t rmal olarak verilmi tir (SWCSMH, 2007).

28 8 Tablo 2.1: Siyanobakterilerin temel gruplar (eski ve yeni s n fland rman n kar la t r lmas ) (SWCSMH, 2007). Bölüm Rippka et al. (1979) Temel Morfoloji Üreme Bölünme Ordo Familya Fritsch (1945) Temsil Eden Genuslar I Tek hücreli veya koloni kiye bölünme Tek ki ya da daha çok Chroococcales Gloebacter Gloeothece, Synechococcus (Anacystis, Agmenellum) Gloeocapsa, Chroococcus, Synechocystis, II Tek hücreli veya koloni Tomurcuklanma Çoklu bölünme Chamaesiphonales Pleurocapsales Pleurocapsales Chamaesiphon Dermocarpa, Dermocarpella, Chroococcidiopsis Xenococcus, Myxosarcina, Pleurocapsa, Hyella Xenococcus, Myxosarcina, Pleurocapsa, Hyella III Filamentli, farkl la mam Trikom fragmentasyon, hormogonia Tek Nostocales (Oscillatoriaceae) Oscillattoria, Microcoleus, Spirulina,, Phrmidium, Pseudonabaena, Plectonema, Lyngbya Schizothrix IV Filamentli, heterosistli Trikom fragmentasyon, hormogonia, akinetler Tek (Nostocaceae) (Rivulariaceae) (Scytonemataceae) Anabaena, Aphanizomenon, Nostoc, Nodularia, Anabaenopsis, Cylindrospermum Calothrix, Dtchothrix, Gloeotrichia, Rivularia, Scytonema, Tolypothrix V Dall, filamentli, heterosistli Trikom fragmentasyon, hormogonia, akinetler ki ya da daha çok (Rivulariaceae) Stigonemateles Mastigocoleus, Nostochopsis, Mastigocladus, Westiella, Fischerella, Haphalosiphon, Stigonema, Chlorogloeopsis (Chlorogloea)

29 2.3 Siyanobakterilerin A r Üreme Ko ullar Siyanobakteriler sular n yüzeyinde çiçeklenme ya da köpük eklinde toplan rlar ve optimum ph, s cakl k (20-25ºC), nem, azot, fosfor, tuzluluk, çözünmü oksijen, karbondioksit, türbidite ve kta (k rm z ve ye il k nm) büyürler (Utkilen and Gjolme, 1992) I k iddeti T pk algler gibi siyanobakterilerin de toplayan ve fotosentezi yürüten ba l ca pigmenti klorofil-a d r. Siyanobakterilerin klorofil-a n n yan s ra sahip olduklar di er pigmentler ise; allofikosiyanin (mavi), fikosiyanin (mavi) ve baz zamanlar fikoeritrini (k rm z ) de içeren fikobiliproteinlerdir. Bu pigmentler di er fitoplankton türleri taraf ndan da kullan lan, spektrumun ye il, sar ve turuncu dalga boylar n ( nm) kullan rlar. Klorofil-a ve fikobiliproteinler sayesinde siyanobakteriler verimli bir ekilde k enerjisini toplayabilirler ve böylece sadece ye il k bulunan ortamlarda bile ya ayabilirler (Cohen- Bazir and Bryant, 1982). Siyanobakterilerin ço u, uzun süreli yüksek k yo unlu una duyarl d rlar. Ancak a r üreyebilen siyanobakteri formlar yüksek k yo unluklar na daha dirençlidirler. Dü ük k yo unluklar siyanobakterilerin a r üremesine yard m eder. Yüksek k yo unluklar nda ye il algler artar ve bulan kl artt rarak n kullan labilirli ini azalt rlar. Böylece siyanobakteriler di er algleri rekabetin d nda b rakabilirler (Mur et al., 1978). Siyanobakterilerin hücresel fonksiyonlar n ve yap lar n sürdürebilmek için ihtiyaç duyduklar enerji dü üktür (Gons, 1977; Van Liere et al., 1979). Bu yüzden dü ük k yo unluklar nda siyanobakteriler di er fitoplanktonik organizmalara nispeten daha yüksek büyüme oran na sahiptirler (Källqvist, 1981) Gaz vakuolleri Ço u planktonik siyanobakteri suyun onda biri kadar yo unlu a sahip olan gaz vakuolleri içerir ve bu gaz vakuolleri sayesinde siyanobakteriler güne ve nutrientlerin bol oldu u bölgelere yönelerek geli imlerini optimize ederler (Walsby, 1981, 1987). 9

30 Büyüme h zlar Siyanobakterilerdeki büyüme h z genellikle di er algal türlerden daha dü üktür (Hoogenhout and Amesz, 1965; Reynolds, 1984). 20ºC de ve k doygunlu unda ço u siyanobakteri türü büyüme h z n günde 0,3-1,4 kez ikiye katlarken, diatomlar n 0,8-1,9 kez, tek hücreli ye il alglerin ise 1,3-2,3 kez ikiye katlad gözlenir (Van Liere and Walsby, 1982). Yava büyüme oranlar yla siyanobakterilerin a r ço alabilmesi için suda uzun bir bekleme zaman gerekir. Yani k sa süreli bekleme zamanlar nda siyanobakteriler a r üreyemez (Reynolds, 1997) Büyümede fosfor (P) ve azotun (N) rolü Siyanobakterilerin a r üremesi genellikle ötrofik göllerde meydana geldi i için bu durumun yüksek azot ve fosfor konsantrasyonlar gerektirdi i varsay l r. Fakat siyanobakteriler çözünmü fosfat konsantrasyonunun dü ük oldu u ortamlarda da a r üreyebilirler. Deneysel veriler ço u siyanobakterinin fosfor ve azota olan ilgisinin di er bir çok fotosentetik organizmadan yüksek oldu unu göstermi tir. Bunun anlam fosfor ya da azotun ortamda s n rland durumlarda siyanobakterilerin di er fitoplanktonik organizmalar rekabet d b rakabilmesidir. Fosfor konsantrasyonunun 0.1 mg.l -1 den az oldu u durumlar siyanobakterileri a r üremeye te vik için yeterlidir. Siyanobakteriler fosfor depolama kapasitesine sahiptirler. 2-4 hücre bölünmesini gerçekle tirmeye yetecek fosforu depolayabilirler. Bu da biyomas n 4-32 kat artmas na tekabül eder. Yüksek fitoplankton yo unlu u bulan kl artt rarak kullan labilir n azalmas na yol açar. Bu ko ullar alt nda en iyi büyüyebilen fitoplanktonik organizma grubu siyanobakterilerdir. Azot ve fosfor konsantrasyonlar aras ndaki dü ük oran siyanobakterilerin a r üremesine neden olabilir. Ökaryotik alglerin optimum N:P oran (16-23 molekül N:1 molekül P) ile siyanobakterilerin a r üreme formlar n n optimum oran (10-16 molekül N:1 molekül P) kar la t r ld nda siyanobakterilerdeki oran n dü ük oldu u görülür (Schreurs, 1992).

31 2.3.5 S cakl k ve ph Bir çok siyanobakteri 25ºC nin üzerindeki s cakl klarda maksimum büyüme oran na sahip olur (Robarts and Zohary, 1987). Bu yüzden siyanobakteriler l man ve kuzey su kütlelerinde en çok yaz mevsiminde a r ürerler. Oysa ye il alg ve diatomlar daha dü ük s cakl klarda geli ebilirler. Siyanobakteriyel a r üremeler genellikle yaz sonu veya sonbahar ba lang c nda 15-30ºC s cakl kta, 6-9 ph aral nda meydana gelirler ve daha çok ötrofik ya da hiperötrofik su kütlelerinde yayg nd rlar (WHO, 2004). 2.4 Siyanobakteriyel Toksinler Siyanotoksinler siyanobakteriler taraf ndan do al olarak üretilen çe itli toksin gruplar d r. Siyanotoksinler hem kimyasal hem de toksikolojik yönden di er do al toksinlerden farkl d rlar. Orijinleri sucul olmas na ra men, sucul biyotaya nazaran karasal memelilerde daha zararl d rlar. Siyanotoksinleri üreten yayg n siyanobakteri türleri ise unlard r: Cylindrospermopsis raciborskii, Planktothrix agardhii, Planktothrix rubescens, Microcystis sp., Gleotricha sp., Anabaena sp., Aphanizomenon sp., Schizothrix sp., Synechocystis sp., Oscillatoria sp., Nostoc sp., Hapalosiphon sp., Nodularia sp. ve Anabaenopsis sp. Siyanotoksinler genellikle siyanobakteriyel hücrelerin içinde bulunur ve stres alt ndayken ya da hücre çözülüp da ld nda serbest kal rlar. Zehirlenmeler, tipik olarak, hayvanlar bütün bir hücreyi sindirdikleri zaman olur (Chorus and Bartram, 1999). Siyanotoksinler hedef ald klar organlara göre; hepatotoksinler, nörotoksinler, dermatotoksinler ve di erleri olarak, kimyasal yap lar na göre ise siklik peptidler, alkaloidler ve lipopolisakkaritler (LPS) eklinde gruplara ayr l rlar (Tablo 2.2). 11

32 12 Tablo 2.2: Siyanotoksinler, hedef ald klar organlar ve bu siyanotoksinleri üreten siyanobakteri türleri (Chorus and Bartram, 1999). Toksin Grubu Memelilerde Birincil Hedef Organ Siyanobakteri Türü Siklik peptidler Mikrosistin Karaci er Microcystis, Anabaena, Oscillatoria, Nostoc, Hapalosiphon, Coelosphaerium, Cylindrospermopsis Nodularin Karaci er Nodularia Alkaloidler Anatoksin-a Sinaps Anabaena, Oscillatoria, Aphanizomenon Anatoksin-a(S) Sinaps Anabaena Apilisiyatoksin Deri Lyngbya, Schizothrix, Oscillatoria Cylindrospermopsin Karaci er Cylindrospermopsis, Aphanizomenon, Umezakia Lingbiyatoksin-a Deri, gastrointestinal sistem Lyngbya Saksitoksin Nöron aksonu Anabaena, Aphanizomenon, Lyngbya Lipopolisakkaridler Temas eden doku için potansiyel irritant Tümü

33 2.4.1 Nörotoksinler Siyanobakteriyel nörotoksinlerin bilinen üç cinsi vard r; anatoksina, homoanatoksin ve saksitoksin. Bu toksinleri üreten ba l ca genuslar; Anabaena, Planktothrix, Aphanizomenon ve Cylindrospermopsis dir (Sivonen and Jones, 1999). Nörotoksinler molekül a rl klar 1000 den dü ük olan heterosiklik azotlu bile ikler olup, sinirsel uyar lar n kaslara yay lmas n bozarak felç ve solunum yetmezli ine neden olurlar (Carmichael, 1994) Dermatotoksinler ve di erleri Lyngbya, Oscillatoria ve Schizothrix gibi bentik denizel siyanobakteri cinsleri kendilerine temas eden yüzücülerde ciddi dermatitise neden olurlar (Mynderse et al., 1977; Fujiki et al., 1990). Siyanobakterilerin de dahil oldu u gram negatif bakterilerin hücre duvarlar n n d membran nda genellikle lipopolisakkaritler bulunur. Bunlar yak c ve toksik (Weckesser and Drews, 1979) olduklar için bu bile iklerle temas eden insan ve hayvan dokular nda allerji ve tahri e neden olabilirler (Kerr et al., 1995) Hepatotoksinler Dünya genelinde, hepatotoksik siyanobakteriler nörotoksik siyanobakterilere göre daha fazla a r üreme gösterirler. Hepatotoksik siyanobakterilerin a r üremesi bütün k talardan rapor edilmi tir. Bununla birlikte nörotoksik siyanobakterilerin y n olu umu sadece baz ülkelerde yayg nd r (Kuzey Amerika, Avrupa ve Avustralya dan rapor edilmi tir). Hepatotoksinler; Microcystis spp., Anabaena spp., Oscillatoria spp., Nodularia spp., Nostoc spp., Cylindrospermopsis spp. ve Umezakia spp. taraf ndan üretilirler. Bu türler; mikrosistin, nodularin, cylindrospermopsin gibi toksinleri üretirler. Ço u hepatik siyanotoksin; molekül a rl olan siklik peptitlerdir ve siklik bile iklerin yo unla t r lm formu olan 5-7 aminoasit içerirler (Sivonen and Jones, 1999). Suda çözünebilirler ve hücre membran n geçemezler. Bu nedenle membran ta y c lar vas tas yla hücre içine ta nmaya ihtiyaç duyarlar. Protein fosfataz 1 ve 2A y inhibe etme, tümör ba latma ve destekleme potansiyeline sahiptirler (Sivonen and Jones, 1999; Humpage et al., 2000). 13

34 Mikrosistinler Mikrosistinler ilk olarak Microcystis aeruginosa dan izole edilmi olan önemli bir hepatotoksin grubudur. Dünya genelinde da l m gösterirler (Ueno et al., 1998). imdiye kadar 80 nin üzerinde varyant (mikrosistin-lr, mikrosistin-yr gibi) izole edilmi tir (WHO, 2004). Yap sal olarak bu toksinler monosiklik heptapeptidlerdir. D-alanine 1 pozisyonunda, -ba l D-glutamik asit 6 pozisyonunda, 2 ve 4 pozisyonunda iki de i kenli L-aminoasidler, -ba l D-erythro- methilaspartik asid (MeAsp) 3 pozisyonunda, 3-amino-9-methoxy-2, 6, 8-trimethyl-10-phenyldeca-4, 6-dienoik asit (ADDA) 5 pozisyonunda ve N-methil dehidroalanine (MDha) 7 pozisyonundad r ( ekil 2.1). Yap sal varyantlar 2 ve 4 pozisyonlar ndaki L-aminoasitlerin çe itlili inden kaynaklan r (Chorus and Bartram, 1999). ekil 2.1: Mikrosistin-LR nin kimyasal yap s (Dahlmann et al., 2003) Mikrosistinler hücre içinde ya serbest olarak ya da membana ba l olarak bulunurlar. Mikrosistin sentetaz, peptit sentetaz, poliketid sentetaz gibi enzimler taraf ndan ikincil metabolitler olarak üretilirler ve Microcystis spp. de bulunan Myc-b geni taraf ndan düzenlenirler

35 (Dittmann et al., 1997; Nishizawa et al., 1999). Myc geninin mikrosistin üretiminden sorumlu oldu u dü ünülmü tür. Bu genin yoklu unda, toksik olmayan baz mikrosistin-lr rklar tan mlanm t r (Tillet et al., 2001; Baker et al., 2002). Etkileri de i ik olsa da bütün mikrosistin varyantlar ayn enzimler taraf ndan üretilir. Hücredeki toksin içeri i en yüksek de erine, geç logaritmik fazda ula r (Van der Westhuizen and Eloff, 1985). Ara t rmalara göre mikrosistin üretimi stres alt ndayken veya fosfor, azot, demir ve çinkonun ortamda s n rland durumlarda gerçekle ir ya da genetik olarak yürütülür (Lukac and Aegerter, 1993). Mikrosistinler, hücreler ya land nda veya öldü ünde serbest kal rlar ve pasif olarak sellüler içerikten s zarlar (Carmichael et al., 1992). Eritme yetene i olan Pseudomonas gibi bakterilerin ya da a r alg üremesini kontrol alt na almak için kullan lan kimyasallar n etkisiyle genç hücrelerden de toksin sal n m olabilir (Pearson et al., 1990; Carmichael et al., 1992). Toksin üretimi daima algal biyomasla ili kili de ildir çünkü toksin üretimi yukar da bahsedilen farkl parametrelere ba l d r. Ayr ca her ne kadar bu rklar n birlikte bulunmas na ve devaml l na yard m eden faktörler anla lmasa da hem toksik hem de toksik olmayan Microcystis rklar birlikte bulunabilir (Vezie et al., 1998; Welker et al., 2003). Laboratuvar ko ullar alt nda toksik ve toksik olmayan rklar birlikte yeti tirildiklerinde toksik olmayan rklar n daha dominant oldu u görülmü tür (Schatz et al., 2005). Microcystis aeruginosa n n toksisitesinin maksimum oldu u fazlar logaritmik faz ve sabit fazd r. Hücrelerin bütünlüklerini en çok kaybettikleri faz ise gecikme faz d r. Mikrosistinler do al sularda biyolojik olarak parçalanabilirler. Yar lanma ömürleri 1 hafta ile 2 ay aras nda de i ir (Kiviranta et al., 1991) ve bu de i imdeki belirleyici faktör s cakl kt r. Ara t rmalara göre, ender metallo-protein ile mikrosistinaza sahip gram negatif bakteriler (Sphingomonas spp. gibi) mikrosistinleri azalt r. Bu enzim ADDA n n peptid halkas n k rar (Bourne et al., 1996). Pseudomonas aeruginosa mikrosistin-lr nin alkalin proteaz aktivitesini de bozabilir (Takenaka and Watanable, 1997). Günümüzde 80 nin üzerinde mikrosistin varyant izole edilmi olup bunlardan baz lar tablo 2.3 de verilmi tir. Mikrosistin varyantlar içinde en toksik olarak bilineni mikrosistin-lr dir. Mikrosistin-LR ayn zamanda en geni ekilde çal lm olan mikrosistindir. Rinehart et al. (1988), mikrosistinin ilk kesin yap s n vermi lerdir. Ço u yayg n 15

36 16 mikrosistin varyant n n de i ken aminoasitleri mikrosistin-lr (L: lösin), RR (R: arjinin) ve YR (Y: tirosin) dir (Sedmak and Kosi, 1997; Dawson, 1998). Tablo 2.3: Bilimsel literatürlerde rapor edilen mikrosistin varyantlar ndan baz lar (WHO, 2004) Mikrosistin Moleküler a rl k Toksisite LD 50 1 Organizma 2 (D-Asp3] mikrosistin-lr A. flos-aquaes, M. aeruginosas, M. viridisb, O. agardhiis [Dha7] mikrosistin -LR M. aeruginosas, Anabaena sp.s, O. agardhiis mikrosistin -LF M. aeruginosas [D-Asp3] mikrosistin -RR O. agardhiis, Anabaena sp.s, M. aeruginosas mikrosistin -LW 1024 RE M. aeruginosas [Dha7] mikrosistin -YR M. aeruginosas Dha Dehydroalanine DMAdda O-DemethylAdda 1 farelerde intra peritonal (i.p.) olarak tespit edilen toksisite (µg kg -1 ); LD 50 de eri uygulanan hayvanlar n %50 sini öldüren toksin dozudur. a ; kantitatif olmayan fare deneylerindeki toksik sonuçlar ya da engellenen protein fosfataz ifade eder. RE ; rapor edilmedi ini ifade eder. 2 s ; kültür örneklerinden izole edilen toksinleri ifade eder. b ; a r üreyebilen siyanobakterilerden izole edilen toksinleri ifade eder.

37 2.6 Mikrosistinlerin Üretimi Siyanotoksinlerin nas l üretildiklerini anlamak için onlar n biyokimyas n n ve toksin üretimi için genetik yap lar n n ara t r lmas gerekmektedir. Siyanotoksinlerin biyosentetik geçi yollar ile ilgili ara t rmalar henüz ba lang ç a amas ndad r ve biyokimyasal geçi yollar da tamamen bilinmemektedir (Billam, 2006). M. aeruginosa birçok peptit üretir, bu peptitlerin baz lar oldukça toksiktir. Siyanotoksinlerin içinde en yayg n olan mikrosistindir ve sentezi için organizman n içinde bir genetik materyalin bulunmas gerekmektedir. Shi et al. (1995), bu genetik materyalin lokalize olabilece i farkl bölgeleri ara t rm lar ve nükleotitde, tilakoidde ve daha az olarak da hücre duvar ile zar nda tespit ettiklerini bildirmi lerdir. Siyanotoksin üretimi ile ilgili enzim ve genlerin ço u günümüzde bilinmemektedir. Toksik siyanobakteriler ile yap lan moleküler biyolojik çal malar toksin üretiminde plastidlerin bir rolü olabilece ini göstermi tir. Örne in; M. aeruginosa n n baz rklar nda toksin üretiminin plasmidler taraf ndan yayg n olarak kontrol edildi i bulunmu tur (Vakeria et al., 1985). Ayr ca Hauman (1982) de Güney Afrika rklar nda [WR70] plasmid engelleyici ajanlar n uygulanmas yla toksisitenin azald na dair kan t sunmu tur (Oberholster et al., 2004). Schwabe et al. (1988) e göre ise toksin üreten rklar plasmid içermezler (Oberholster et al., 2004) Mikrosistin üretimini etkileyen faktörler Çevresel faktörlerin siyanobakterilerin büyümesine ve toksin üretimine etkisi y n ve sürekli kültür deneyleriyle çal lm t r. Y n kültürlerde kültürün ya ve s cakl k en çok çal lan parametrelerdir. Bunlar k, nutrientler, tuzluluk, ph ve mikronutrient konsantrasyonlar takip eder. Bu deneysel çal malar, hepatotoksik Microcystis, Oscillatoria (Planktothrix), Anabaena ve Nodularia cinsleri ile yap lm t r. E er organizman n büyüme artlar uygunsa, mikrosistinler büyük oranda hücrenin içinde kal r. Kültürdeki mikrosistin miktar logaritmik büyüme faz boyunca artar ve geç logaritmik fazda en yüksek seviyesine ula r (Sivonen, 1996; Watanabe, 1996). Çevresel faktörler siyanobakterilerin toksin içeri ini etkiler. Çal malar n ço u siyanobakterilerin en çok toksini büyümeleri için 17

38 18 gerekli olan optimum artlarda üretti ini ortaya koymu tur. Örne in, farkl siyanobakteriyel türler farkl k ihtiyac na sahiptir: Planktothrix büyümek için dü ük k yo unlu una gereksinim duyarken Anabaena ortalama, Aphanizomenon ise yüksek k yo unlu unu tercih eder. I k yo unlu unun farkl l toksin içeri ini 2-3 kat de i tirir. Siyanobakterilerin toksin içeri i 18-25ºC aras nda en yüksektir. Dü ük (10ºC) ya da çok yüksek (30ºC) s cakl klarda toksin içeri i azal r. S cakl k de i imleri toksin içeri ini 2-3 kat de i tirir. ph n toksin üretimine etkisi incelendi inde ise dü ük ve yüksek ph larda toksin içeri inin daha da artt tespit edilmi tir (Van der Westhuizen and Eloff, 1983). Fosfor konsantrasyonunun yüksek oldu u durumlarda hepatotoksik rklar daha çok toksin üretirler fakat anatoksin-a üretimi bu durumdan etkilenmez. Microcystis ve Oscillatoria gibi azot fikse etmeyen türler azot bak m ndan zengin ortamlarda daha çok toksin üretirler. Azot fikse eden türlerin toksin üretimi ise azota ba l de ildir (Rapala et al., 1993; Lehtimaki et al., 1997). Demirin toksin üretimindeki rolü ile ilgili çal malar çeli kilidir (Lukac and Aegerther, 1993; Utkilen and Gjølme, 1995; Lyck et al., 1996). Y n kültürlerde iz metallerin Microcystis aeruginosa n n büyümesine ve toksin içeri ine etkisi ara t r ld nda ise sadece çinkonun gerekli oldu u bulunmu tur (Lukac and Aegerther, 1993). 2.7 Mikrosistinlerin Bozunmas Siyanotoksinler büyük bir ihtimalle aktif olarak büyüyen siyanobakteriyel hücrelerin içinde bulunurlar ve üretilirler. Toksinler çözünmü toksin formunda çevrelerini saran suya sal n rlar ancak bu düzenli olarak salg lanmaktan çok genelde hücreler ya land nda, öldü ünde veya çözüldü ünde gerçekle ir Kimyasal bozunma Siyanotoksinler sularda farkl kimyasal kararl l k ve biyolojik aktivite sergilerler (WHO, 2004). Mikrosistinler nötre yak n ph da kimyasal hidroliz ve oksidasyona fazlas yla dirençli ve dura and rlar. Mikrosistin ve nodularinler

39 kaynat ld ktan sonra da bozunmadan kalabilirler. Mikrosistinler karanl k bir do al su ortam nda aylarca hatta y llarca dayanabilirler. Yüksek s cakl k (40ºC) ve dü ük/yüksek ph da yava hidroliz gözlenmi tir. ph n 1 oldu u durumlarda 10 hafta gibi bir sürede % 90 dan fazla bir bozunma gerçekle ir, ph 9 da ise bu bozunma oran na 12 haftada ula l r (Harada et al., 1996). H zl kimyasal bozunma ise laboratuvar artlar d nda gerçekle emez (örne in 6M HCl ve yüksek s cakl k). Mikrosistin ozon ya da di er okside edici güçlü ajanlarla okside edilebilir ve kuvvetli ultra viyole k ile azalt labilir. Güçlü güne nda mikrosistinler yava bir ekilde fotokimyasal bozunmaya ve izomerizasyona u rar. Suda çözünebilir hücre pigmentlerinin (muhtemelen fikobiliproteinlerin) varl yla bu reaksiyon oran artar (Tsuji et al., 1993). Pigmentlerin varl nda güçlü güne na maruz kalan mikrosistinin fotokimyasal bozunmas iki hafta içinde % 90 dan fazla olabilir ya da bu durum pigmentlerin konsantrasyonuna ba l olarak 6 haftadan fazla zaman alabilir. Yaz güne i alt nda mikrosistinlerin günde yakla k % 40 azal r (Welker and Steinberg, 1998). Daha derin ve bulan k sularda bu bozunma oran n n daha yava oldu u dü ünülebilir. Bak r do al sularda siyanobakterilerin konrolü için kullan lan önemli bir algisiddir. Verhoeven and Eloff (1979) a göre bak r n toksisitesi hücre konsantrasyonuna ba l d r. Hücre konsantrasyonu 1.8 x 10 hücre.ml -1 [148 Klett birimi] oldu unda 0,3-0,4 ppm Cu 2+ hücre büyümesini geçici olarak azalt r ancak 0.5 ppm Cu 2+ hücre ölümüne neden olur (Oberholster et al., 2004). Hoeger et al. (2002), toksik siyanobakterileri ham sudan uzakla t rmak için çe itli filtrasyon i lemleriyle birlikte çift ozonizasyonun etkisini test etmi lerdir. Toksinlere zarar verecek yeterli oksidasyonun, 5x10-5 M. aeruginosa hücre.ml -1 (total organik karbon 1,56 mg.l -1 ) yo unlu unda en az 1,5 mg.l -1 olmas gerekti ini bulmu lard r. Ham sudaki yüksek siyanobakteriyel hücre yo unlu u, hücre çözülmesi ve intrasellüler toksinlerin serbest b rak lmas sonucunda sürecin verimlili ini azalt r Biyolojik bozunma Kimyasal stabilitelerine, ökaryotik ve di er bakteriyel peptitazlara olan mukavemetlerine ra men mikrosistinler nehir ve rezervuarlarda do al olarak bulunan sucul bakterilerle bozunmaya elveri lidirler. Bu

40 20 bakteriler kanalizasyon sular nda (Lam et al., 1995), göl sular nda (Jones and Orr, 1994; Cousins et al., 1996; Lahti et al., 1997a), göl sedimentlerinde (Rapala et al., 1994; Lahti et al., 1997a) ve nehir sular nda (Jones and Orr, 1994) yayg n olarak bulunurlar. M. aeruginosa n n neden oldu u a r üreme ortamlar ndan ekstrakte edilen mikrosistinlerin do al su kütlelerinde 2-3 hafta içinde biyolojik bozunmaya u rad ispatlanm t r (Jones, 1990). Scott and Chutter (1981) siyanobakterilerin kontrolünde virüslerin önemli bir faktör olabilece ini ileri sürmü lerdir. Oberholster et al. (2004) ise alg populasyonlar n n kontrolünde myxobacteria üyelerinin virüslerden daha önemli biyolojik ajanlar olduklar n savunmu lard r. Japon Gölü ndeki bir Pseudomonas aeruginosa rk n n mikrosistinin Adda zincirine sald rarak biyolojik bozunmaya neden oldu u görülmü tür (Takenaka and Watanabe, 1997). Arpa saman kullanarak siyanobakterilerin kontrolünün ba ar s na ili kin bir çok literatür mevcuttur. Newman and Barret (1993), ayr m arpa saman n n M. aeruginosa n n büyümesini etkili bir ekilde engelledi ini ispatlam lard r. Bu engelleyici etkinin saman n aerobik mikrobiyal ayr ma süreci boyunca sal nan kimyasallar ndan kaynakland n ileri sürmü lerdir. Mikrosistinlerin etkisiz hale getirilebilmesi için yüksek konsantrasyonda klor gerekir. Geleneksel su ar tma süreçleri aktif karbon içerseler bile mikrosistinleri tamamen uzakla t rmak için yeterli de ildir. Sular klorla ar t ld nda algler ölebilir; ancak toksinleri serbest kalarak suya sal nabilir (Lambert et al., 1996) Biyobirikim Mikrosistinler bal klar n (Carbis et al., 1997; Beattie et al., 1998), kabuklular n (Eriksson et al., 1989; Falconer et al., 1992; Prepas et al., 1997; Watanabe et al., 1997) ve zooplanktonun da dahil oldu u sucul vertebrat ve invertebratlarda biyobirikim gösterirler. Kabuklularda en yüksek mikrosistin konsantrasyonlar hepatopankreasta, vertebratlarda ise karaci erde bulunur. Williams et al. (1997), mikrosistin-lr nin salmon karaci erinde ve yengeç larvalar nda birikim yapt n tespit etmi lerdir. Bu yüzden bal klar n iç organlar yenilmemeli ve büyük toksik üremelerin oldu u bölgelerde gerekli önlemler al nmal d r.

41 Mikrosistinlerin Canl lar Üzerine Etkileri Hayvanlar üzerine etkisi Hayvanlarda siyanobakteriyel zehirlenme, siyanobakteriyel hücrelerin direkt tüketilmesiyle veya siyanobakterilerle beslenerek siyanotoksinleri biriktiren di er hayvanlar n tüketilmesiyle olur. Siyanotoksinlerin bal k, midye ve zooplanktonun da dahil oldu u vertebrat ve invertebratlar taraf ndan biyobirikiminin gerçekle tirildi i bilinmektedir. Sonuç olarak sucul g da zincirinde gittikçe büyüyen bir toksik etki söz konusudur. Örne in tatl su midyeleri hem mikrosistinleri (Prepas et al., 1997) hem de saksitoksinleri (Negri and Jones, 1995) biriktirirler ve bu midyeler su s çanlar ile su ku lar için önemli birer g da kayna d r. Sucul hayvanlarda do al populasyonlar n, özellikle bal klar n ölümlerini siyanotoksin zehirlenmesine ba lamak zordur. Çünkü bunun ana nedeni siyanobakterilerin büyük oranda y k m nedeniyle çözünmü oksijen konsantrasyonunun çok dü mesi ve bal klar n anoksi yüzünden ölmesi olabilir. Zooplankton türlerinin de bir k sm siyanotoksinlerden etkilenebilmektedir. Siyanobakterilerin fitoplankton içinde bask n oldu u durumlarda siyanotoksinler zooplankton toplulu unun yap s n bozabilir (WHO, 2004). Bal klara intra peritonal yolla veya direkt olarak midelerine siyanotoksin verildi inde laboratuvar memelilerininkine benzer zehirlenme belirtileri görülmü tür. Burada önemli olan nokta do al ortamlarda sa l kl bal klar n vücuduna bu toksinlerin girip giremeyece idir (WHO, 2004). Mide yoluyla bal klara siyanotoksin verildi inde önce büyük miktarda karaci er hasar görülmü bunu takiben de ölüm gerçekle mi tir. Oysa kontamine suya dald r lan yeti kin ve juvenil bal klarda toksik etki görülmemi tir (Tencalla et al., 1994). Rapor edilmi di er kay tlara göre bal klar n toksik siyanobakteri veya siyanotoksin içeren sulara dald r lmas onlara zarar verebilir. Bu da türler aras ndaki duyarl l k farkl l klar ile aç klanabilir; örne in intra peritonal yolla mikrosistine maruz b rak lan akvaryum bal klar mikrosistine farelerden 30 kat daha az duyarl d r (Sugaya et al., 1990). Rodger et al. (1994) ngiltere de, siyanobakterilerin a r üredi i bir bölgede olu an

42 22 bal k ölümleri ile ilgili histopatolojik ara t rma yapm lar ve ölümlerin öncelikle solungaç, sindirim yolu ve karaci er hasarlar ndan kaynakland n bildirmi lerdir. Solungaç hasar vücuda mikrosistin giri ini art rarak karaci er hasar na neden olur. Solungaçlar n çözünmü mikrosistin-lr ile hasar deneysel olarak Tilapia ve alabal klarda gösterilmi tir (Garcia, 1989; Gaete et al., 1994; Bury et al., 1996). Karaci er, kalp, böbrek, solungaç, deri ve dalak hasar n içeren di er patolojik semptomlar da toksik siyanobakteriyel üremelerle ili kilendirilmi tir (Garcia, 1989; Råbergh et al., 1991). Carbis et al. (1997), Avustralya da do al ortamda mikrosistinin Avrupa sazan Cyprinus carpio üzerindeki etkilerini tan mlam ve bunlar hepatositlerde atrofi, solungaçlarda nokta eklinde nekrozlar, epitelde kabarma, pullarda dökülme, asparaz aminotransferaz aktivitesinin ve serum bilirubin konsantrasyonun yükselmesi olarak rapor etmi lerdir. Yap lan laboratuvar çal malar nda, çözünmü mikrosistinlerin bal k embriyolar n (Oberemm et al., 1997) ve bal k davran lar n (Baganz et al., 1998) etkileyebildi i belirlenmi tir. Siyanobakteriyel zehirlenme ile ilgili ilk rapor Avustralya da bulunan Alexandrina Gölü nden bildirilmi olup, bu vakada Nodularia spumigena n n olu turdu u köpük tabakas n içen s r, koyun, köpek, domuz ve atlar n öldü ü rapor edilmi tir (Francis, 1878; Stewart, 2004 den). Siyanobakterilerin a r üremesine ba l olarak etkilenen di er hayvan türleri ördek, kaz gibi su ku lar ile kokarca, vizon ve gergedand r (Carmichael, 1992) nsan sa l üzerine etkisi Siyanobakteriler ABD gibi baz ülkelerde ek g da olarak kullan lmaktad rlar. Ayr ca çocuklardaki Dikkat Özrü Hastal n n tedavisinde (Health Canada, 1999) ve evcil hayvanlar n beslenmesinde (Eat on Algae Network, 1999) de kullan lmaktad rlar. ABD ve Kanada da ortalama bir milyon insan, y lda yakla k 133 milyon dolarl k mavi-ye il alg içeren g da tüketmektedir (Winner, 1997; Billam, 2006). Oregon Health Department, mavi-ye il alg üreticilerinden, toptanc lardan ve perakende sat yerlerinden sa lad 67 numunenin 50 sinde 1 ppm in üzerinde mikrosistin buldu unu bildirmi tir (Billam, 2006). nsanlarda mikrosistine maruz kalman n ba l ca yolu içme sular d r (Gupta, 1998). Mikrosistinlerin deri yoluyla emilimi pek mümkün

43 de ildir. Solunum yoluyla emilimi olas d r ama pek yayg n de ildir çünkü mikrosistin-lr dü ük uçuculu a sahiptir ve suda çözünebilir. Mikrosistinler için ba l ca emilim yolu inceba rsaklardaki villuslard r. Multi-spesifik organik iyon ta y c sistem sayesinde k smen mideden emilimi de mümkündür (Runnegar et al., 1991, Falconer and Yeung, 1992). Gastro intestinal yolla emilen mikrosistin-lr nin ço unlu u (%78-88) karaci erdeki multi-spesifik safra asit ta ma sistemi sayesinde kandan tekrar hepatositlere absorbe edilir. Sonuç olarak hepatositlerde ve sinusoidlerde toksik morfolojik de i iklikler, intra hepatik kanama ve hipovolemik ok gözlenir (Eriksson et al., 1990; Hooser et al., 1989, 1991a, 1991b; Runnegar et al., 1995). Mikrosistin-LR nin toksisitesi test edilen hayvanlar n rklar na ba l d r. Örne in Balb/c fareleri ICR cinsi farelere göre mikrosistin- LR ye daha duyarl d r (Ito et al., 1997). Toksisitede bir di er önemli unsur ise oral uygulamada ya faktörüdür. 28 haftal k ya l farelerde karaci er hasar 5 haftal k genç farelerden daha çoktur. Ya l hayvanlarda villi dejenerasyonu oldu undan toksinlerin sisteme absorbe olmas kolayd r. Bu yüzden de ya l hayvanlar genç yeti kinlerden daha dü ük LD 50 oran na sahiptir (Eriksson et al., 1987). Mikrosistin-LR karaci erde oldu u kadar böbrekler ve gastrointestinal sistemde de toksiktir. Böbreklerin zay flamas sonucunda gastro-intestinal sistem bozulur, deride allerji ve tahri görülür. Mikrosistinler lenfosit üretimini bask lay p ba kl k sistemini de etkileyebilirler (Chen et al., 2004) Mikrosistinlerin akut etkileri Mikrosistin içeren su rezervuarlar, evcil hayvanlar ve insanlar hem akut hem de letal toksisiteye u ratabilirler (Jochimson et al., 1998; Puschner et al., 1998; Carmichael et al., 1992). Mikrosistin-LR için farelerde intra peritonal LD 50 de eri µg.kg -1 vücut a rl d r (yayg n olarak kabul edilen de er 50 ya da 60 µg.kg -1 vücut a rl d r). Oral LD 50 de eri farelerin bir rk nda 5,000 µg.kg -1 vücut a rl iken (Fawell et al., 1994), ba ka bir fare rk nda 10,900 µg.kg -1 vücut a rl d r. Di er mikrosistin varyantlar nda da (mikrosistin-la, -YR, ve YM) intra peritonal LD 50 de erleri benzer bulunmu tur ancak mikrosistin-rr için bu de er di er mikrosistin varyantlar ndan on kat daha yüksektir (Yoshida et al., 1997).

44 24 Mikrosistinler birincil olarak hepatotoksiktirler. Akut olarak intra peritonal veya intra venöz yolla mikrosistin al m ndan sonra karaci er hücre yap s ndaki bozulmayla karakterize olan ciddi karaci er hasar, sinusoidal yap n n kayb, intrahepatik kanamadan dolay karaci erin a rl n n artmas, hemodinamik ok, kalp durmas ve ölüm görülebilir. Böbrek ve akci erler ile ba rsaklar etkilenen di er organlard r (Hooser et al., 1990; Falconer, 1994; Falconer and Humpage, 1996). Yüksek dozda mikrosistin-lr ye maruz kalan fare ve s çanlar 1-3 saat içinde ölebilirler. Mikrosistin-LR nin neden oldu u akut toksisite belirtileri ishal, kusma, tüylerde kabarma, güçsüzlük ve kaslarda so ukluktur (Bell and Codd, 1994). Siyanobakteriyel toksin içeren su rezervuarlar ndan kaynakland rapor edilen gastrointestinal ve hepatik rahats zl klar ya siyanobakteriyel hücrelerin do al bir ekilde bozunmas yla ya da ortama bak r sülfat uygulanmas n takiben siyanobakteriyel hücrelerin suni olarak parçalanmas ndan sonra görülmü tür. Her iki sistem de siyanotoksinlerin parçalanm hücrelerden aç a ç kmas na neden olmaktad r. Ar tma prosedürleri sa lam hücrelerdeki siyanotoksinleri uzakla t rmada etkili olabilirler; fakat çözünmü siyanotoksinleri uzakla t rmada etkili de illerdir. Siyanobakterilerden kaynaklanan ve ilk olarak rapor edilen gasro-enterit vakas 1931 de Ohio nehri k y s ndaki kasabalardan bildirilmi tir (Tisdale, 1931; Chorus and Bartram, 1999 dan). Harare (Zimbabe) de çocuklar n ço unlukta oldu u bir bölgeye su sa layan bir su rezervuar nda her y l Mikrosistis sp. nin a r üredi i ve özellikle populasyonun bozunma sürecinde gastro-enterit vakalar n n görüldü ü rapor edilmi tir. Ayn ehirdeki farkl su rezervuar ndan yararlanan di er çocuklar n ise etkilenmedi i bildirilmi tir (Zilberg, 1966; Chorus and Bartram. 1999). Içme sular ndaki siyanotoksinlerden kaynaklanan en ölümcül salg n 1988 de Brezilya da bulunan Itaparica Baraj ndaki su bask n ndan sonra siyanobakerilerin a r üremesine ba l olarak meydana gelmi ve 2000 gastro-enterit vakas ndan ço u çocuk olmak üzere 88 i hayat n kaybetmi tir (WHO, 2004). Botes et al. (1985) Avustralya, Armidale de bir su rezervuar n toksik Microcystis sp. nin a r üremesi yönünden izlemi ler ve populasyon belli bir yo unlu a geldi inde rezervuara su tedarikçi otoriteler taraf ndan 1 ppm bak r sülfat uyguland n belirlemi lerdir. Bu olay sonucunda lokal populasyon üzerinde yapt klar epidemiyolojik çal malara göre populasyonun bozunmas yla e zamanl olarak yöre

45 halk n n karaci erinde hasar tespit etmi ler ve buna neden olan toksinin de mikrosistin-ym oldu unu rapor etmi lerdir (WHO, 2004). Siyanotoksinler çocuklar için daha büyük risk ta rlar. Çünkü çocuklar n içtikleri su oran vücut a rl klar na k yasland nda çok daha büyüktür. Ayr ca bireysel olarak zaten hasarl olan organlar siyanobakteriyel toksinlere daha duyarl d r ve bu yüzden de hepatiti, karaci er sirozu, di er nedenlerden kaynaklanan toksik karaci er hasar ya da böbrek hasar olan insanlar daha yüksek risk alt ndad rlar. Böbrek hastalar na diyaliz için intra venöz yolla verilen su mikrosistin içeriyorsa bu çok daha riskli bir durumdur. Buna benzer bir olay 1996 y l nda Brezilya, Caruaru da bir hemodiyaliz merkezinde görülmü tür. Bu kilinikte 136 böbrek hastas na siyanobakteriyel toksin içeren su ile diyaliz uygulanm, akabinde bu hastalar n 117 sinde görme bozukluklar, bulant, kusma, kas zay fl, a r l karaci er büyümesi görülmü tür. Daha sonra 100 hastada akut karaci er yetmezli i meydana gelmi ve 50 hasta hayat n kaybetmi tir. Ölüm nedenini belirlemek için yap lan incelemelerde diyaliz ünitesinden gelen karbon filtrelerinde ve ölen hastalar n kan ve karaci er dokular nda mikrosistin-lr tespit edilmi tir (Jochimsen et al., 1998). nsanlar n siyanobakteriyel toksin içeren sularla e lence amaçl olarak temas halinde sa l klar n n etkilendi i bildirilmi tir. Küçük temaslar deride tahri e neden olurken temas artt kça gastrointestinal ikayetler de olas d r (Pilotto et al., 1997). Cohen and Reif (1953), siyanobakteriyel pigmentlerin bireysel duyarl l klara ba l olarak ciddi allerjik reaksiyonlara da neden olabildi ini bildirmi lerdir (WHO, 2004) y l nda Avustralya da 852 denek ile yap lan bir çal ma da sularla e lence amaçl temastan sonra görülebilen yan etkiler epidemiyolojik olarak kan tlanm t r. Sonuç olarak, suyla temas takip eden 7 gün içinde deneklerde ishal, kusma, grip belirtileri, ürtiker, a zda yaralar, ate, göz ya da kulaklarda tahri ler görülmü tür (Pilotto et al., 1997) Mikrosistinlerin kronik etkileri Siyanobakteriyel zehirlenmelerde en aç k etki akut zehirlenmelerdir. Toksinlere k sa süreli maruz kal nd nda bu durum uzun süreli hasarlara neden olabilir. Ancak dü ük dozlardaki toksinlere uzun süre maruz kal nd nda da bir tak m sa l k problemleriyle

46 26 kar la labilmektedir. Hayvan deneylerinde oral yolla süreli mikrosistin al nd nda kronik karaci er hasar olu tu u gözlenmi tir. Hayvan deneylerinden al nan sonuçlara göre mikrosistinlerin kanser olu umunu te vik edebildi i belirlenmi tir (Ito et al., 1997; WHO, 2004). Billam (2006) ya göre in vivo ve in vitro epidemiyolojik çal malar sonucunda mikrosistin-lr nin mutajenik ve tümör te vikçisi oldu u ispatlanm t r. Mikrosistin-LR nin genotoksisitesi üzerine yap lan çal malarda ise sitotoksik konsantrasyonlardan daha dü ük dozlara maruz kal nmas durumunda ratlarda muhtemel DNA hasarlar tespit edilmi tir. Hamsterlar üzerine yap lan çal malarda ise DNA üzerinde çe itli parçalanmalar tespit edilmi tir. Liu et al. (2002) ye göre Bufo arenarum türü kurba alar üzerinde yap lan bir çal mada, bu türün embriyo ve larvalar n n mikrosistin- LR ye kar çok hassas oldu u gözlenmi tir. Mikrosistin-LR ye maruz kalan embriyo ve larvalarda kalp zar nda ödem, bradikardi, yumurta aç l m nda dü ü ve embriyonal yap bozukluklar tespit edilmi tir. Rat ve farelerde mikrosistin-lr nin akut dozlar n n intra peritonal olarak verilmesiyle hepatositlerde ilk bir saat içerisinde nekroz tespit edilmi tir. Gökku a alabal klar n n 24 saat boyunca mikrosistin-lr ye maruz kalmalar durumunda ise karaci er kütlelerinde % 18 oran nda art ve osmotik denge kayb tespit edilmi tir (Best et al., 2003). Yu (1989, 1995) dünyadaki en yayg n karaci er kanseri vakalar n n Çin de görüldü ünü bildirmi tir. Bu yüzden Çin de siyanobakteriyel toksinlerin bu hastal n artmas nda etkili olup olmad ara t r lm ve üç risk faktörü belirlenmi tir; bunlardan ilk ikisi hepatit B enfeksiyonu ve aflatoksin B 1 dir. Üçüncü önemli faktör ise içme suyu kaynaklar d r. Örne in derin su sondajlar ndan sa lanan sular n kullan ld köylerde, göl ya da kanallardan sa lanan sular n kullan ld köylere göre daha az kanser mortalite oran gözlenmi tir. Karaci er kanseri görülme oran n n en yüksek oldu u yer, yüzey sular nda siyanobakterilerin bol oldu u Güneydo u Çin dir. Çin de bu üç faktörün e zamanl olarak azalmaya ba lamas yla karaci er kanseri oranlar n n da dü tü ü görülmü tür (Chorus and Bartram, 1999). Mikrosistin-LR ayr ca idrar kesesi ve böbre i etkilemekte ve bu bölgelerde birikebilmektedir. Mikrosistin-LR böbrek fonksiyon bozukluklar na neden olmaktad r. Erkek Wistar ratlar ve fareler

47 üzerinde yap lan çal malarda böbrek yetmezli ine ba l ölümler görülmü tür (Milutinovic et al., 2003). Farelere mikrosistin-lr oral yolla uyguland nda inceba rsaklar taraf ndan emilir ayn zamanda safra ta ma sistemi ile de al n p entero hepatik dola m vas tas yla inceba rsaklara ta n r. Bu durum, mikrosistin-lr ye maruz kalan insanlarda gastroenterite neden olmaktad r (Ito et al., 2000). 27

48 28 3 MATERYAL VE YÖNTEM Bu çal mada zmir ilinin önemli içme suyu rezervuarlar ndan biri olan Tahtal Baraj Gölü nde bulunan toksik siyanobakteri türleri ve ürettikleri mikrosistin varyantlar ndan en toksik olan 5 tanesinin miktar ara t r lm, mikrosistin in hangi ortam artlar nda üretildi ini ortaya koymak amac ile de çe itli fiziko-kimyasal parametrelerin ölçümleri yap lm t r. Bu kapsamda ara t r lan varyantlar microcystin-rr, YR, LR, LW ve LF dir (L= lösin, Y= tirosin, W= triptofan, F= fenilalanin, R= arjinin). 3.1 Çal ma Alan (Tahtal Baraj ) Tahtal Havzas zmir ili s n rlar içinde olup, zmir in su ihtiyac n n yakla k % 40 n kar lamaktad r. Havza kuzeydo uda Nif Da n n bat ve güney yamaçlar, bat s nda Çatalkaya yamaçlar, güneyinde Gümüldür (Tahtal Bo az ) ve do usunda Küçük Menderes Nehri ile çevrilmi verimli bir ova yap s ndad r ( ekil 3.1). Tahtal Havzas nda yazlar s cak ve kurak, k lar l k ve ya l d r. Yakla k 600 km 2 alana sahip havzada 17 köy bulunmaktad r ve yakla k nüfusu 2005 verilerine göre 75 bin ki idir y l ndan sonra havza içinde bulunan Menderes ve Torbal ilçelerinde ka t, kimya, tekstil, metal içerikli tesisler ile K s kköy de metal ve a aç i leri sanayi tesisleri kurulmu tur. Y llar içinde bu tesislerin ve kaçak yerle im birimlerinin at ksular ar t lmadan havzaya verilmi ve bunun sonucunda da havzada kirlilik ortaya ç km t r. zmir kentinin içme ve kullanma suyu ihtiyac n n kar lanmas amac yla yap lan Tahtal Baraj n n evsel, endüstriyel, tar msal ve hayvansal faaliyetlerinden kaynaklanan at ksular ile kirlenmesini önlemek ve halk sa l n korumak amac yla 1/25000 ölçekli çevre düzeni plan yürürlü e girmi tir. Bu planla birlikte Tahtal Baraj Gölü havza koruma alanlar nda yeni ta, kil, maden oca aç lmas na izin verilmemi olup mevcut faaliyetler de durdurulmu tur. Tar m ve serac l k faaliyetlerine ili kin yeni düzenlemeler yap lm t r. Ayr ca havzada yap lan biyolojik ar tma tesisi 2004 y l nda i letmeye al nm t r (Selçuk ve Elçi, 2008).

49 29 ekil 3.1: Tahtal Baraj Gölü Havzas (Gündüz, 2007 den de i tirilerek). Tahtal Baraj, Tahtal Çay üzerinde, içme suyu sa lama amac yla y llar aras nda in a edilmi bir barajd r. Tahtal Baraj zmir in 40 km güneyinde Gümüldür beldesinin 5 km do usunda yer almaktad r. Baraj besleyen en önemli yüzeysel su kayna Tahtal Çay olup bu çay besleyen dereler ise Görece, Mersinli, Balaban, Sürmeli, Araplarönü ve Çamurlu dereleridir. Yaz aylar nda bu derelerin bir k sm kurumaktad r. Tahtal Baraj n n maksimum su toplama hacmi 306 milyon m 3 tür. Tahtal Tesislerinden; Gaziemir, Karaba lar, Buca, Bozyaka, Hatay,

50 30 Bas n Sitesi, Ye ilyurt, Limontepe ve ehrin güneyinde kalan di er semtlerine su verilmektedir. Tahtal Baraj n n genel özellikleri a a daki gibidir ( ZSU, 2002): Tipi : Kaya dolgu Y ll k Ortalama Ak m: 152,16 hm³ Nehir Taban ndan Maksimum Yükseklik: 60,50 m Nehir Taban ndan Minimum Yükseklik: 43,00 m Maksimum Göl Hacmi: 306,65 hm³ Minimum Göl Hacmi: 56,00 hm³ Minimum letme Kotu ( çme Suyu çin): 33,00 m Minimum i letme kotu (Sulama Suyu çin): 28,00 m Ölü Hacim ( çme Suyu çin): 23,20 hm³ Ölü Hacim (Sulama Suyu çin): 17,8 hm³ Aktif Hacim (60,50-43,00 kotlar Aras ): 250,65 hm³ Gövde hacmi: m 3 Normal su kotunda göl alan km 2 Y ll k içme suyu: 205 hm Fiziko-kimyasal Parametreler S cakl k, ph, iletkenlik, çözünmü oksijen ve oksijen doygunlu u gibi parametreler WTW Multi 340 i model ph metre ile yerinde ölçülmü tür. Nutrient analizleri ve klorofil-a ölçümleri HACH marka DR/2000 model ISO 9001 sertifikal spektrofotometre ile yap lm t r. Klorofil-a tayini aseton ekstraksiyonundan sonra spektrofotometrik olarak belirlenmi tir (Lorenzen, 1967). Sülfat iyonu (mg SO -2 4.L -1 ) HACH sülfat kiti kullan larak 0-70 mg.l -1 ölçüm aral nda ölçülmü tür. HACH sülfat kitinde Sulfaver 4 metodu kullan lm t r. Amonyum azotu (mg NH + 4 -N.L -1 ) 0-0,50 mg.l -1 ölçüm aral nda salisilat metodu ile, nitrit (mg NO - 2 -N.L -1 ) 0-0,3 mg.l -1 ölçüm aral nda diazotat metodu ile, nitrat (mg NO - 3 -N.L -1 ) 0-4,5 mg.l -1 ölçüm aral nda kadmiyum

51 indirgeme metodu ile yap lm t r. Fosfat tayini Strickland ve Parsons (1972) a göre yap lm t r. Bulan kl k HACH 2100 a türbidimetre ile ölçülmü tür Önlem Mikrosistinler yüksek toksisiteye sahip olduklar ndan analiz s ras nda eldiven giyildi ve maske tak ld Hücre materyali Plankton örnekleri 3 çal ma alan aras nda plankton çekimi yap larak topland. Birinci çal ma alan K, D, ikinci çal ma alan K, D, üçüncü çal ma alan K, D koordinatlar nda bulunmaktad r. Çal ma alanlar nda toplam 30 dakika olmak üzere, 45 µm göz aç kl na, 28 cm a z çap na sahip Hensen tipi plankton kepçesi ile, 1 deniz mili h z ndaki tekneden plankton çekimleri yap lm t r. Çal ma alanlar ndan her örnekleme i leminde 19 m 3 su süzüldü ü hesaplanm t r. Siyanobakteriyel saha örnekleri 2006 Nisan ortas ndan 2007 ubat ba na kadar toplam 12 örnekleme periyodunda gerçekle tirilmi tir. Nisan-May s da bir kez, Haziran-A ustos aylar nda 2 haftada bir, Temmuz ay nda 3 kez, Eylül, Kas m, Aral k, ubat aylar nda birer kez örnekleme yap lm t r. Toplanan yo un mikroalg örneklerinin her birinden 100 ml alt örnek ayr larak içine 1 ml lugol iyodin solüsyonu damlat l p mikroskobik inceleme için ayr lm t r. Mikroskobik inceleme k mikroskobunda (Olympus marka, U-SDO model) alan taranarak yap lm t r. Türlerin te hisinde ilgili kaynaklardan faydalan lm t r (Desikachary, 1959; Bourrelly, 1970; Whitford and Schumacher, 1973). Kalan mikroalg örnekleri GF/C filtre ka tlar ndan süzülerek liyofilize edilmi ve ekstraksiyona kadar -20 C de saklanm t r.

52 32 ekil 3.2. Tahtal Baraj Gölü çal ma alanlar 1,2,3 (Google Earth) Kimyasallar ve standartlar Bu çal mada kullan lan bütün kimyasallar ve solventler HPLC kalite (grade) safl ndad r. Kullan lan standartlar MCYST-LF, MCYST- LW, MCYST-YR, MCYST-LR ve MCYST-RR (Alexis, Lausen, sviçre) dir. Kimyasal olarak; ultra saf su (Merck, Darmstadt, Almanya), Acetonitrile (ACN) ve metanol (MeOH) (Sigma Aldrich, Steinheim, Almanya), trifluoroacetic acid (TFA) (Pancreac Sintesis, Barcelona, spanya) kullan lm t r.

53 Solüsyon haz rlama % 70 MeOH (v/v) 70 ml MeOH + 30 ml HPLC grade su %0,1 TFA (suda) 1 ml TFA ml HPLC grade su %0,1 TFA (ACN de) 1 ml TFA ml ACN Ana stok standartlar n haz rlanmas MCYST-LF, LW ve YR için; 1 ml saf MeOH ile çözdürülüp 25 ppm elde edildi. MCYST-LR için; 2 ml saf MeOH ile çözdürülüp 50 ppm elde edildi. MCYST-RR için; 2 ml %80 aqueous MeOH ile çözdürülüp 50 ppm elde edildi Ara stok standartlar n haz rlanmas 10 ppm MCYST-LF, LW ve YR için; 400 µl ana stok standart µl % 70 lik MeOH 10 ppm MCYST-LR ve RR için; 200 µl ana stok standart µl % 70 lik MeOH Standart çal ma solüsyonlar n n haz rlanmas 250 ppb için; 25 µl ara stok standart µl %70 MeOH 500 ppb için; 50 µl ara stok standart µl %70 MeOH 750 ppb için; 75 µl ara stok standart µl %70 MeOH 1000 ppb için; 100 ara stok standart µl %70 MeOH

54 Kalibrasyon e risi Günlük kalibrasyon e rileri ppb aral nda haz rlanm t r. Kalibrasyon e risi standart çal ma solüsyonlar ile ppb den olu turulmu tur. r 2 LW=0,992 r 2 LF =0,993 r 2 RR=0,997 r 2 YR=0,997 r 2 LR= 0, Ekstraksiyon 75 mg liyofilize madde al narak 1,5 ml %70 MeOH ile çözündürülmü tür. Daha sonra çözündürülen bu materyal 10 dakika çoklu vortekste (Heidolph, Almanya) kar t r lm t r. Ard ndan 10 dakika ultrasonikasyon (Beco Technic, Almanya) i lemine tabi tutulup sonras nda 10 dakika g de santrifüj (Sigma, 2 K 15, Almanya edilmi tir. Numunenin üst faz al n p farkl bir tüpte saklanm t r. Alt faz tekrar 1,5 ml %70 MeOH ile çözündürülerek ayn i lemlere tabi tutulmu tur. Sanrifüjden sonra tekrar numunenin üst faz al narak önceki üst fazla birle tirilmi tir. Elde edilen ekstrakt vortekslendikten sonra içinden 100 µl al n p kolona enjekte edilmi tir Mikrosistin Analizi Mikrosistin analizleri, surveyor HPLC-PDA (high-performance liquid chromatography ve photodiode array detection) (Thermo Finnigan, Cambridge, ngiltere) sistem ile yap ld. Ay rma i lemi için C18 (4 x 250 mm, 5 µm partikül büyüklü ü) (Supelco, Bellefonte, USA) kolon kullan lm t r (Lawton et al., 1994) Yöntem Mobil faz olarak (I) ultra saf su %0,1 (v/v) trifluoraacetic acid (TFA) ve (II) acetonitril plus %0,1 (v/v) TFA kullan lm t r.

55 Ak h z 0.7 ml.dk -1 olarak ayarlanm t r. Kolon f r n s cakl 30ºC, otomatik örnekleyici bölmesinin s cakl ise 4ºC olarak belirlenmi tir. Her numune enjeksiyonundan sonra 1 mg.kg -1 standart enjeksiyonu yap larak 4ºC s cakl kta standard n bozulup bozulmad ve ç k zamanlar de i imi incelenmi tir. Ç k zamanlar n n 2002/657 EC ye göre + %2.5 aral nda kald gözlenmi tir (Anonim, 2002). Mikrosistin-RR,YR ve LR için isocratic gradient (su-acetonitril) %60 da (I) ve %40 da (II) olarak 20 dakikal k periyotlarda gerçekle tirilmi tir. Mikrosistin-LW ve LF için ise isocratic gradient (suacetonitril) %50 de (I) ve %50 de (II) olarak 25 dakikal k periyotlarda gerçekle tirilmi tir. Ekstrakte edilmi olan numunenin üst faz ndan 100 µl al n p HPLC kolonuna enjekte edilmi tir. Mikrosistinler 238 nm ve PDA spektra ( nm) da tespit edilmi ve standartlar ile kar la t r lm t r. 35

56 36 4 BULGULAR Tahtal Baraj Gölü nde 12 örnekleme periyodunda gerçekle tirilen çal ma süresince su kütlesinde siyanobakterilerden (Cyanophyta) Aphanocapsa sp., Aphanizomenon flos-aquae (Lemmermann) Ralfs, Oscillatoria sp., Anabaena affinis Lemmermann, Phormidium tenue Gomont, Microcystis aeruginosa (Kützing) Kützing ve Merismopedia sp. türleri tespit edilmi tir (Bkz. ekil 4.1 ve 4.2). Bunlardan Aphanizomenon flos-aquae, Oscillatoria sp., Anabaena affinis ve Microcystis aeruginosa toksin üretebilen siyanobakterilerdir. Örnekleme periyodu süresince Nisan ve May s aylar haricinde ye il alglerin (Chlorophyta) bask n grup oldu u gözlenmi tir. Nisan ay nda Dinophyceae üyelerinden Peridinium sp. nin bask n oldu u görülmü tür. May s ay nda ise Chrysophyceae üyelerinden Dinobryon sp. bask nd r. Tahtal Baraj Gölü nde gözlemlenen di er fitoplanktonik gruplar ise Diatomlar (Bacillariophyta) ve Dinoflagellatlar (Dinophyta) d r. Bu çal mada özellikle toksik siyanobakteri türleri üzerine yo unla lm t r Birey/L Nisan Haziran Temmuz A ustos Eylül Kas m Aral k Ocak Anabaena affinis A. flos-aquae Oscillatoria sp. Phormidium tenue M. aeruginosa Aphanocapsa incerta Merismopedia sp. ekil 4.1: Tahtal Baraj Gölü nde görülen siyanobakteri türlerinin aylara göre da l m.

57 37 6% 2% 39% 42% 0% 1% 10% A. flos-aquae Oscillatoria sp. Phormidium tenue M. aeruginosa Aphanocapsa sp. Anabaena affinis Merismopedia sp. ekil 4.2: Tahtal Baraj Gölü nde bulunan siyanobakterilerin tür say s yönünden yüzde da l mlar. Tahtal Baraj Gölü ndeki çözünmü oksijen de erleri 2,6-4,71 mg.l -1, seki diski derinlikleri ise 2-3 m aral klar nda de i im gösterdi. Klorofil-a ve nutrient analizlerine ait maksimum ve minimum de erler tablo 4.1 de verilmi tir. Göllerin trofik seviyelerinin belirlenmesi amac yla 3 temel parametre kullan lmaktad r. Bunlar; toplam fosfor, klorofil-a ve seki diski derinli idir. Bu yüzden Tahtal Baraj Gölü nün trofik durum indeksi (TD ) de klorofil-a, seki diski derinli i ve toplam fosfor miktarlar ndan belirlenmi tir. Carlson (1977) trofik durum indeksine göre Tahtal Baraj Gölü, örnekleme periyodu boyunca klorofila yönünden oligotrof özellik, seki derinli ine göre ise genellikle mezotrof özellik göstermi tir. Tahtal Baraj Gölü toplam fosfor yönünden de erlendirildi inde ise örnekleme periyodu boyunca Aral k ay nda ötrof, ubat ay nda mezotrof, y l n geriye kalan zaman nda ise oligotrof özellik göstermi tir. Carlson (1977) trofik durum indeksi tablo 4.2 de verilmi tir.

58 38 Tablo 4.1: Tahtal Baraj Gölü nün su kalitesi karakteristikleri. Minimum Maksimum S cakl k ( C) 9,2 28,4 Renk (PtCo) ph 8,14 9,25 Sechi derinli i (m) 2 3 letkenlik (µs.cm -1 ) Çözünmü O 2 (mg.l -1 ) 2,6 4,71 O 2 Doygunlu u (%) 30,9 61,4 Sülfat iyonu (mg SO 4-2.L -1 ) Amonyum azotu (mg NH 4 + -N.L -1 ) TE* 0,29 Nitrit azotu (mg NO 2 - -N.L -1 ) 0,004 0,013 Nitrat azotu (mg NO 3 - -N.L -1 ) TE 0,6 Klorofil-a (µg.l -1 ) 0,5 1,6 Fosfat fosforu (PO 4-3 -P g.l -1 ) 1 21 *TE: Tespit edilmedi Tablo 4.2: Carlson (1977) a göre trofik durum indeksine göre göllerin özellikleri (Carlson and Simpson, 1996). TD Kl-a (µg.l -1 ) SD (m) TP (µg.l -1 ) Gölün Niteli i <30 ya da ya da ya da >80 <0.95 ya da ya da ya da >155 >8 ya da 8-4 <6 ya da 6-12 Oligotrof Mezotrof ya da ya da Ötrof ya da < ya da Hiperötrof

59 4.1 S cakl k Tahtal Baraj Gölü nde ölçülen s cakl k de erleri 9,2 28,4ºC aras nda olup, en dü ük s cakl k de eri ubat ay nda, en yüksek s cakl k de eri ise A ustos ay nda gözlendi ( ekil 4.3) S cakl k (ºC) Nisan Haziran Temmuz A ustos Kas m ubat ekil 4.3: Tahtal Baraj Gölü nün s cakl k de i imleri. 4.2 Amonyum Azotu Çal ma bölgesinde belirlenen en dü ük amonyum azotu de eri tespit limitlerinin alt nda oldu u için belirlenemedi. En yüksek amonyum azotu de eri de 0,29 mg.l -1 olup Eylül ay nda tespit edildi ( ekil 4.4).

60 40 Amonyum azotu (mg/l) 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Nisan Haziran Haziran Temmuz Temmuz A ustos A ustos Eylül Kas m Aral k ubat ekil 4.4:Tahtal Baraj Gölü ne ait amonyum azotu de erleri. 4.3 Nitrit Azotu Tahtal Baraj Gölü nde ölçülen nitrit azotu de erleri 0,004 0,013 mg.l -1 aras nda olup, en dü ük de er ubat ay nda, en yüksek de er ise Haziran ay nda ölçüldü ( ekil 4.5). 0,014 Nitrit azotu (mg/l) 0,012 0,01 0,008 0,006 0,004 0,002 0 Nisan Haziran Haziran Temmuz Temmuz Temmuz A ustos A ustos Eylül Kas m Aral k ubat ekil 4.5: Tahtal Baraj Gölü ne ait nitrit azotu de erleri.

61 4.4 Nitrat Azotu Çal ma bölgesinde belirlenen en dü ük nitrat azotu de eri tespit limitlerinin alt nda oldu u için belirlenemedi. En yüksek nitrat azotu de eri ise 0,6 mg.l -1 olup Nisan ay nda ölçüldü ( ekil 4.6). 41 0,7 Nitrat azotu (mg/l) 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Nisan Haziran Haziran Temmuz Temmuz Temmuz A ustos A ustos Eylül Kas m Aral k ubat ekil 4.6: Tahtal Baraj Gölü ne ait nitrat azotu de erleri. 4.5 Fosfat Fosforu Tahtal Baraj Gölü nde ölçülen fosfat fosforu de erleri 1-21 µg.l -1 aras nda olup, en dü ük de er Nisan ay nda, en yüksek de er ise Aral k ay nda ölçülmü tür ( ekil 4.7).

62 42 25 Fosfat fosforu (µg/l) Nisan Haziran Temmuz A ustos Eylül Kas m Aral k ubat ekil 4.7: Tahtal Baraj Gölü ne ait fosfat fosforu de erleri. 4.6 Klorofil-a Çal ma bölgesinde ölçülen klorofil-a de erleri 0,5-1,6 µg.l -1 aras nda olup, en dü ük klorofil-a de eri Nisan ay nda, en yüksek klorofil-a de eri ise Aral k ay nda belirlenmi tir ( ekil 4.8). Klorofil-a (µg/l) 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Nisan Haziran Temmuz A ustos Eylül Kas m Aral k ubat ekil 4.8: Tahtal Baraj Gölü ne ait klorofil-a de erleri.

63 4.7 Mikrosistin Tahtal Baraj Gölü nden elde edilip liyofilize edilen örneklerin HPLC-PDA cihaz nda referans standartlarla kar la t r lmal yap lan mikrosistin analizi sonuçlar na göre, 12 yo un mikroalg örne inin 9 undan çe itli miktarlarda mikrosistin-rr, YR, LR ve LF varyantlar tespit edilmi tir. Örnekleme periyodu boyunca bu varyantlara ait elde edilen sonuçlar ekil 4.9 ve 4.10 da gösterilmi tir. Referans standartlara ait kromatogramlar ekil 4.11 ve 4.12 de verilmi tir. 43 Mikrosistin (µg/g) 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 RR YR LR LW LF Nisan Haziran Temmuz A ustos Eylül Kas m Aral k Ocak ekil 4.9: Tahtal Baraj Gölü nden ölçülen mikrosistin de i imi. miktarlar n n aylara göre

64 44 LF 32% RR 12% LW 0% LR 34% YR 22% ekil 4.10: Tahtal Baraj Gölü ne ait mikroalg örneklerinden ölçülen mikrosistin-rr, YR, LR, LW ve LF miktarlar n n yüzde da l mlar. ekil 4.11: Mikrosistin-LW ve LF standartlar na ait kromatogramlar.

65 45 ekil 4.12: Mikrosistin-RR, YR ve LR standartlar na ait kromatogramlar. Tablo 4.3 de verilen mikrosistin ölçüm sonuçlar na göre, en yüksek miktar (1,733 µg.g -1 mikrosistin-yr) Eylül ay nda tespit edildi. Ayr ca mikrosistin-lr ye ait elde edilen en yüksek de er (0,743 µg.g -1 ) de Eylül ay nda belirlendi. Y l boyunca en s k gözlenen ve miktar en çok olan mikrosistin varyant mikrosistin-lr oldu. Aral k ve Temmuz aylar na ait örneklerde mikrosistin-rr, YR, LR, LW ve LF varyantlar tespit edilmedi.

66 46 Tablo 4.3: Tahtal Baraj Gölü ne ait mikroalg örneklerinden ölçülen mikrosistin-rr, YR, LR, LW ve LF miktarlar (µg.g -1 ). Tarih RR YR LR LW LF Toplam ,157 TE 0,389 TE 0,992 1, ,206 TE 0,065 TE 0,263 0, ,277 0,633 0,669 TE TE 1, TE 0,370 TE TE 0,104 0, TE TE TE TE TE TE TE TE TE TE TE TE ,151 TE 0,701 TE 0,462 1, ,569 TE 0,596 TE 0,1 1, TE 1,733 0,743 TE TE 2, TE TE 0,650 TE TE 0, TE TE TE TE TE TE ,094 TE 0,321 TE TE 0, Tahtal Baraj Gölü nün Doluluk Oranlar Tahtal Baraj Gölü, Tahtal, Görece, Mersinli gibi derelerin yan s ra ya murlarla da büyük oranda beslenmektedir. Bu nedenle iklim ko ullar ndaki de i iklikler Tahtal Baraj Gölü nün doluluk oranlar n büyük ölçüde etkilemektedir. Tahtal Baraj Gölü nün y llar aras ndaki doluluk oranlar ve su seviyesi de i imleri tablo 5.2 ile 5.3 de verilmi tir.

67 47 Tablo 4.4: Tahtal Baraj Gölü nün y llar aras ndaki toplam su miktar ve oranlar Hacim (milyon m 3 ) Doluluk Oran , , , , , , , , ,64 35

68 48 Tablo 4.5: Tahtal Baraj Gölü nün 2006 ve 2007 y llar aras ndaki su seviyelerinin kar la t r lmas Y l Ay Kot (m) 2006 Hacim (hm 3 ) Y l Ay Kot (m) Hacim (hm 3 ) Ocak 52,49 142,85 Ocak 51,53 132,69 ubat 52,60 144,02 ubat 51,26 129,84 Mart 53,20 150,37 Mart 50,94 126,45 Nisan 55,87 178,62 Nisan 50,66 123,49 May s 55,87 178,62 May s 50,26 119,25 Haziran 55,63 176, Haziran 49,70 113,71 Temmuz 54,98 169,21 Temmuz 48,94 106,64 A ustos 54,36 162,64 A ustos 48,02 98,09 Eylül 53,61 154,70 Eylül 46,98 88,41 Ekim 52,89 147,08 Ekim 46,03 79,58 Kas m 52,41 142,00 Kas m Aral k 52,06 138,30 Aral k veri yok

69 49 5 TARTI MA Bu ara t rma kapsam nda Tahtal Baraj Gölü siyanobakteri türleri ve bu türlerin ürettikleri mikrosistin varyantlar yönünden ilk kez incelenmi tir. Mikrosistinlerin insan sa l üzerinde ani ölümlerden, karaci er kanserine kadar bilinen birçok toksik etkisi söz konusudur. Tahtal Baraj Gölü nün zmir li nin % 40 na içme ve kullanma suyu sa layan önemli rezervuarlar m zdan biri oldu u için bu çal ma halk sa l aç s ndan çok önemlidir. Sivonen and Jones (1999) a göre, omurgal larda toksik etkiye neden olan en az 46 tür vard r. Tahtal Baraj Gölü nde Nisan 2006 ubat 2007 tarihleri aras nda yap lan örneklemelerde siyanobakterilere ait 7 takson tespit edilmi tir. Tahtal Baraj ndan tespit edilen siyanobakteri türlerinden Merismopedia sp. toksin üretmemektedir. Kouzminov (2001) ve Baudin et al. (2006) ya göre Phormidium tenue den henüz tan mlanm herhangi bir toksin yoktur. Yine Baudin et al. (2006) ve Hobson et al. (2006) ya göre Aphanocapsa cinsi taraf ndan üretilen herhangi bir toksin yoktur. Ancak toksik olmamalar na ra men bütün siyanobakteriler gibi d duvarlar lipopolisakkarit içermektedir ve bu da temas halinde deri iltihab na ve gözde konjoktivite neden olabilmektedir. Aphanizomenon flos aquae türü ise anatoksin-a, silindrospermopsin, saksitoksin üretmesine ra men mikrosistin üretmemektedir. Bu yüzden Temmuz ay nda Tahtal Baraj Gölü nde, A. flos-aquae say ca fazla olmas na ra men, çok az mikrosistin tespit edildi. Temmuz ay nda A. flos-aquae nin yan s ra az miktarda (80 birey.litre -1 ) Anabaena affinis tespit edildi ve muhtemelen tespit edilen az miktardaki toksini de bu tür üretmi tir. Oscillatoria sp., Anabaena affinis ve Microcystis aeruginosa mikrosistin üreten türlerdir (Baudin et al., 2006) ve bu türler Tahtal Baraj Gölü nde tespit edildiler. Ancak çal ma süresi boyunca bu toksik siyanobakterilerin a r üremesi söz konusu olmad. Yap lan çal malara göre, siyanobakteriler büyümeleri için en uygun çevresel ko ullarda daha fazla toksin üretirler (Chorus and Bartram, 1999). Yine son zamanlarda yap lan çal malardaki ortak görü de çevresel faktörlerin siyanobakterilerin toksin içeri ini etkiledi i yönündedir (Kotak et al., 2000; Oh et al., 2001, Kurmayer et al., 2003; White et al., 2003; Albay et al., 2005 den). Ayr ca Vezie et al. (2002) ye göre toksik olmayan Microcystis rklar büyümeleri için daha az nutriente

70 50 (özellikle fosfor ve azot) ihtiyaç duyarken, toksik rklar nutrient oranlar n n yüksek oldu u ortamlarda daha iyi büyümektedirler (Albay et al., 2005). ekil 4.3 de de görüldü ü gibi örnekleme periyodu süresince yüzey suyunun s cakl 9,2ºC ile 28,4ºC aras nda de i mektedir. En dü ük s cakl k 9,2ºC ile ubat ay nda, en yüksek s cakl k ise 28,4ºC ile A ustos ay nda ölçüldü. Robarts and Zohary (1987) e göre bir çok siyanobakteri türü 25ºC nin üzerindeki s cakl klarda maksimum büyüme oran na eri irler. Ancak Chorus ve Bartram (1999) e göre siyanobakterilerin toksin içeri inin en yüksek oldu u s cakl klar 18-25Cº aras ndad r. Ayr ca dü ük (10ºC) ya da çok yüksek (30ºC) s cakl klarda toksin içeri i azal r. S cakl k de i imleri toksin içeri ini 2-3 kat de i tirir. Van der Westhuizen and Eloff (1985), toksisite üzerine en etkili çevresel faktörün s cakl k oldu unu belirtmi tir. Laboratuvar kültürlerinde en yüksek büyüme oran 32ºC de gözlenmi olmas na ra men en yüksek toksisite 20ºC de tespit edilmi tir. Ancak burada s cakl k 32ºC den 20ºC ye h zl bir ekilde dü mü tür. Van der Westhuizen and Eloff (1985), 20ºC nin üzerindeki s cakl klarda stresin azalmas n n toksin üretimini azaltm olabilece ini dü ünmü lerdir. Tahtal Baraj Gölü nde de Van der Westhuizen and Eloff (1985) taraf ndan yap lan çal mayla benzer ekilde s cakl k 28,4ºC (A ustos) den 23,5ºC ye (Eylül) dü mü tür ve hücreler 1,733 µg.g -1 mikrosistin-yr ve 0,743 µg.g -1 mikrosistin-lr ile en yüksek toksin içeri ine 23,5ºC de sahip olmu lard r. ph de erleri 8,14 9,25 aras nda ölçülmü tür. Siyanobakteriler genellikle 6-9 ph aral nda a r ürerler (WHO, 2004). ph n toksin üretimine etkisi incelendi inde ise dü ük ve yüksek ph larda toksin içeri inin daha da artt tespit edilmi tir (Van der Westhuizen and Eloff, 1983). Tahtal Baraj Gölü nde Temmuz ay nda yap lan ölçümlerde ph 9 un üzerinde bulunmas na ra men temmuz ay na ait iki örneklemede mikrosistin tespit edilmedi. Klorofil-a bütün fitoplankton bireylerinde bulunan bir pigmenttir. Bu nedenle klorofil-a fitoplankton biyomas n n bir ölçütü olarak kullan labilmektedir. Tahtal Baraj Gölü nde klorofil-a en yüksek (1,6 µg.l -1 ) de erine Aral k ay nda ula ld. Aral k ay nda siyanobakterilerden Oscillatoria sp. ve A. flos aquae görülmesine ra men bunlar say ca oldukça azd r (100 hücre.l -1 ) ve dolay s yla klorofil-a daki art siyanobakterilere ba l de ildir. Aral k ay nda say ca en çok art Chlorophyceae üyelerinde görüldü ( hücre.l -1 ) ve klorofil-a n n

71 Aral k ay nda yüksek olmas n n nedeni Chlorophyceae üyelerinin fazla olmas ndan kaynaklan yor olabilir. Örnekleme periyodu sürecinde Tahtal Baraj Gölü nün fosfat fosforu de erleri 1-21 µg.l -1 aras nda ölçüldü. Rapala et al., 1993 ve Lehtimaki et al., 1997 e göre fosfor konsantrasyonunun yüksek oldu u durumlarda hepatotoksik rklar daha çok toksin üretirler. Tahtal Baraj ndan ölçülen en yüksek fosfat de eri aral k ay na ait olmas na ra men bu aya ait toksin üretimi fazla olmam t r. Bunun nedeni mikrosistin üreten siyanobakteri türlerinden Aral k ay nda sadece Oscillatoria sp. nin bulunmas ve say ca az olmas, ayn zamanda s cakl n da dü ük olmas olabilir. Yine Rapala et al., 1993 ve Lehtimaki et al., 1997 e göre Microcystis ve Oscillatoria gibi azot fikse etmeyen cinsler azotça zengin ortamlarda daha çok toksin üretirler. Azot fikse eden türlerin toksin üretimi ise azota ba l de ildir. En yüksek Amonyum miktar 0.29 mg.l -1 ile Eylül ay na aittir ve yine en yüksek toksin içeri i de bu ayda ölçüldü. Bunun nedeni azot fikse etmesine ra men Anabaena affinis in Eylül ay nda say ca artm olmas olabilir. Selçuk ve Elçi (2008) arazi kullan m ndaki de i ikliklerin su kalitesine etkisini incelemek amac yla y llar aras nda Tahtal Baraj Gölü nden ve havzadaki 6 ayr dereden numune alm lar ve su kalitesi parametrelerinin de i iminde artan/azalan bir e ilim olup olmad na Mevsimsel Kendall Testi ile bakm lard r. E ilim analizi neticesinde; toplam fosfor konsantrasyonunda bir e ilim olmad ; bor ve nitrat konsantrasyonlar nda azalan bir e ilim, kimyasal oksijen miktar (KO ) ve biyolojik oksijen ihtiyac (BO ) parametrelerinde ise artan bir e ilim oldu unu belirtmi lerdir (tablo 5.1). Nitrat konsantrasyonundaki iyile menin ana sebebini seralarda gübre kullan m n n kontrol alt na al nmas yla aç klam lard r. KO ve BO parametrelerindeki art ise evsel ve endüstriyel at klar n artmas yla ili kilendirmi lerdir. 51

72 52 Tablo 5.1: Tahtal Havzas nda ölçülmü su kalitesi parametrelerinin de erleri (Selçuk ve Elçi, 2008). Fosfor (mg.l -1 ) Bor (mg.l -1 ) Nitrat (mg.l -1 ) K ,077 0,22 9,70 Bahar ,041 0,18 6,01 K ,000 0,13 0,23 Bahar ,000 0,10 0, Nisan ortas ndan 2007 ubat ba na kadar Tahtal Baraj Gölü nden al nan su örnekleriyle yap lan nutrient analizlerinin sonuçlar na göre de Tahtal Baraj Gölü nde a r bir nutrient art gözlenmemi tir. Genellikle birçok rk içeren do al örneklerde ya da birden fazla toksin üreten türlerde farkl mikrosistin kombinasyonlar bulunabilir. Örne in Amerika da bulunan Homer Gölü nde a r Microcystis üremesi gözlenmi ve ard ndan da 19 farkl mikrosistin varyant tespit edilmi tir (Namikoshi et al., 1992, 1995). Yine Avustralya daki bir gölden 23 mikrosistin varyant tespit edilmi tir (Jones et al., 1995). Bu çal mada 12 yo un mikroalg örne inin 9 unda ara t r lan 5 mikrosistin varyant ndan mikrosistin-rr, YR, LR ve LF varyantlar tespit edildi. Örneklerin hiçbirinde mikrosistin-lw varl belirlenmedi. En yüksek mikrosistin miktar 1,733 µg.g -1 ile mikrosistin-yr ve 0,743 µg.g -1 ile mikrosistin-lr varyantlar olup Eylül ay nda ölçüldüler. Bunun nedeni Eylül ay nda Anabaena affinis (500 hücre.l -1 ), Oscillatoria sp. (200 hücre.l -1 ) ve Microcystis aeruginosa n n (15 hücre.l -1 ) say ca di er aylardan daha fazla olmas d r. Örnekleme periyodu boyunca, ölçülen mikrosistin varyantlar toksin içeri i aç s ndan s ras yla mikrosistin-lr, YR, LF ve RR dir. Mikrosistin-LR 12 numunenin 8 inde tespit edilmi tir. mikrosistin-yr ise 12 numunenin sadece 3 ünden tespit edilmi olmas na ra men miktar olarak fazlad r.

73 Mikrosistin için içme suyu standard 1.0 µg.l -1 dir (WHO, 2004). Falconer (1994) e göre, fare ve domuzlarda yap lan toksisite denemeleri temel al nd nda, tümör olu umu gibi uzun zamanda ortaya ç kabilecek toksik etkiler için içme sular nda bulunabilecek mikrosistin de erinin 0.1 µg.l -1, karaci er hasar gibi k sa zamanda ortaya ç kabilecek toksik etkiler için ise 1.0 µg.l -1 olmas yeterlidir. Tahtal Baraj Gölü nden ölçülen de erlerin hiçbiri 1.0 µg.l -1 nin üzerinde bulunmad. Yapt m z ara t rma sonuçlar na göre Tahtal Baraj Gölü mikrosistin-yr, RR, LR, LW ve LF yönünden Nisan 2006 ubat 2007 tarihleri aras nda güvenli görünmektedir. Her ne kadar Tahtal Baraj Gölü, çal man n yap ld tarihler itibariyle mikrosistin- RR, YR, LR, LW ve LF varyantlar yönünden güvenli bulunmu olsa bile bu durum süreklilik arz etmez ve gelecekte de i ebilir. Çünkü toksik siyanobakteriler sahip olduklar bir tak m rekabetçi avantajlar (heterosist, akinet, gaz vakuolleri) sayesinde olumsuz çevre ko ullar n kendi lehlerine çevirebilmekte ve uzun süre hayatta kalabilmektedirler. Ayr ca di er nutrinetlerin kullan l r oldu u fakat azotun bask n olarak limitlendi i ko ullarda azot fikse eden siyanobakteriler avantajl duruma geçmekte ve a r üreyebilmektedirler (Chorus and Bartram, 1999). Gaz vakuolleri bu organizmalara buoyansi yetene i kazand rmaktad r. Planktonik türler, bu özellik sayesinde vertikal su kolonundaki pozisyonlar n ayarlayabilmektedirler. Pozisyonlar n en iyi ekilde ayarlayarak büyümeleri ve hayatta kalmalar için en uygun ortam bulurlar, siyanobakteriler ipucu olarak farkl çevresel uyaranlar (örne in; fotik, termal, kimyasal, yerçekimsel) kullan rlar (Walsby, 1987). Akinetlerin fonksiyonu olumsuz çevre ko ullar na dayanmak ve artlar düzeldi inde yeni hücrelere dönü ebilmektir (Chorus and Bartram, 1999). Çevre ko ullar n n kendileri için optimum oldu u ilk f rsatta da a r üreyerek ötrofikasyona neden olabilmektedirler. Ayr ca Izydorczyk et al. (2008) taraf ndan y llar aras nda Sulejow Rezervuar nda (Polonya) yap lan çal mada 2003 ilkbahar nda siyanobakteriyel biyomas çok olmas na ra men mikrosistin içeri i dü ük bulunmu, aksine 2004 ilkbahar nda ise siyanobakteriyel biyomas dü ük olmas na ra men mikrosistin içeri i yüksek bulunmu tur. Ayr ca siyanobakteriler yava büyüme oran na sahip olduklar için a r ço alabilmek için suda uzun bir süre bekleme yapmal d rlar. Yani siyanobakteriler k sa süreli bekleme zamanlar nda a r üreyemez (Reynolds, 1997). 53

74 54 Sonuç olarak Tahtal Baraj Gölü nde toksik siyanobakteri türleri vard r ve bunlar toksin üretmektedirler. Çal man n yap ld periyotta ölçülen mikrosistin de erleri 1.0 µg.l -1 nin alt nda ölçülmü tür ancak yukarda bahsedilen nedenlerden dolay bu durum zaman içinde çevre ko ullar na ba l olarak de i ebilir. Ayr ca Tahtal Baraj Gölü Tahtal Deresi nin yan s ra, ya murlarla da büyük ölçüde beslenmektedir. Son y llarda iklimin kurak geçmesi nedeniyle baraj n doluluk oran oldukça etkilenmi tir (Tablo 5.2) (DS, 2008). Yine DS (2008) verilerine göre tablo 5.3 de 2006 ve 2007 y llar n n kot seviyeleri ve su hacmi kar la t r lm t r. Buna göre 2007 nin sonunda Tahtal Baraj Gölü nün su seviyesi yar yar ya azalm t r. Bu da nutrient miktar n, k geçirgenli ini, s cakl k ve ph miktarlar n etkileyen önemli bir durumdur. Bu yüzden insanlara içme ve kullanma suyu temin eden Tahtal Baraj Gölü gibi su rezervuarlar nda mikrosistin takibinin sürekli yap lmas gerekmektedir.

75 55 KAYNAKLAR D Z N Albay, M., 1996, The investigation of pollution levels from the point of view of biology of Lake Iznik, Doctorate Thesis, Depth profiles of cyanobacterial hepatotoxins (microcystins) in three Turkish freshwater lakes, M. Albay, R. Akcaalan, H. Tufekci, J. S., Metcalf, K. A., Beattie, G.A., Codd (Eds), Hydrobiologia 505: Albay, M., Akcaalan, R., Tufekci, H., Metcalf, J. S., Beattie, K. A., Codd, G.A., 2003a, Depth profiles of cyanobacterial hepatotoxins (microcystins) in three Turkish freshwater lakes. Hydrobiologia 505: Albay, M., Akcaalan, R., Aykulu, G., Tufekci, H., Beattie K.A. and Codd, G.A., 2003b, Occurrence of toxic cyanobacteria before and after copper sulphate treatment in a water reservoir, Istanbul, Turkey, Arch. Hydrobiol. Suppl. Algol. Stud. 109 (2003), pp Albay, M., Matthiensen, A. and Codd, G.A., 2005, Occurrence of toxic blue-green algae in the Kucukcekmece lagoon (Istanbul, Turkey). Environ. Toxicol., 20: Anonim, 2002, Commission Decision of 12 August 2002 implementing Council Directive 96/23/EC concerning the performance of analytical methods and the interpretation of results, Off. J. Eur. Comm. 2002, L221, Baganz, D., Staaks, G., Steinberg, C., 1998, Impact of the cyanobacteria toxin, microcystin-lr, on the behavior of zebrafish, Danio rerio. Wat. Res., 32: Baker, J.A., Entsch, B., Neilan, B.A., McKay, D.B., 2002, Monitoring changing toxigenicity of a cyanobacterial bloom by molecular methods, Appl Environ Microbiol. 68: Baudin, I., Cagnard, O., Grandguillaume, J.J. and Do-Quang, Z., 2006, Algae and associated toxins & metabolites: methodology for risk assessment and risk management, Water Practice & Technology, 1, 4. Beattie, K.A., Kaya, K., Sano, T. and Codd, G.A., 1998, Three dehydrobutyrine (Dhb)- containing microcystins from the cyanobacterium Nostoc sp. Phytochemistry, 47(7), Bell, S.G., Codd, G.A., 1994, Cyanobacterial toxins and human health, , Development and Validation of Microcystin Biomarkers for

76 56 Exposure Studies, M.Billam (Ed.), PhD Thesis, Graduate Faculty of Texas Tech University, 234p. Best, J.H., Eddy, F.B., Codd, G.A., 2003, Effects of Microcystis spp. cells, cell extracts and lipopolysaccharide on drinking and liver function in rainbow trout Oncorhynchus mykiss Walbaum. Aquat Toxicol. 64(4): Billam, M., 2006, Development and Validation of Microcystin Biomarkers for Exposure Studies, PhD Thesis, Graduate Faculty of Texas Tech University, 234p. Botes, D.P., Wessels, P.L., Kruger, H., Runnegar, M.T.C., Santikarn, S., Smith, R.J., Barna, J.C.J. and Williams, D.H., 1985, Structural studies on cyanoginosins-lr, -YR, -YA, and -YM, peptide toxins of Microcystis aeruginosa, , Guidelines for Drinking Water Quality, World Health Organization, I.Chorus and J.Bartram (Eds.), 3rd ed., Geneva, Switzerland. Bourrelly, P., 1970, Les Algues D eau Douce, Initiation a la Systematique, Tome III: Les Algues bleues et rouges, Les Eugleniens, Peridiniens et Cryptomonadines, Paris, 512p. Bourne D, Jones GJ, Blakeley RL, Jones A, Negri AP, Riddles P., 1996, Enzymatic pathway for the bacterial degradation of the cyanobacterial cyclic peptide toxin microcystin-lr. Appl Env Microbiol. 62: Brock, T.D., 1973, Lower ph limit for the existence of blue-green algae: evolutionary and ecological implications, 3-480, Development and Validation of Microcystin Biomarkers for Exposure Studies, M.Billam (Ed.), PhD Thesis, Graduate Faculty of Texas Tech University, 234p. Bryant, D.A., 1994, Gene nomenclature recommendations for green photosynthetic bacteria and heliobacteria. Photosynthesis Res. 41: Bury, N.R., Flik, G., Eddy, F.B. and Codd, G.A., 1996, The effects of cyanobacteria and the cyanobacterial toxin microcystin-lr on Ca2+ transport and Na+/K+ - ATPase in Tilapia gills, J. Exp. Biol., 199: Carbis, C.R., Rawlin, G.T., Grant, P., Mitchell, G.F., Anderson, J.W. and McCauley, I., 1997, A study of feral carp Cyprinus carpio L., exposed to Microcystis aeruginosa at Lake Mokoan, Australia, and possible implication on fish health. J. Fish Diseases, 20,

77 Carlson, R.E., 1977, A trophic state index for lakes, 22: in The Great North American Secchi Dip-In, 2008, B.Carlson (Ed), [ Carlson, R.E. and Simpson, J., 1996, A Coordinator s Guide to Volunteer Lake Monitoring Methods, North American Lake Management Society, 96 pp. Carmichael, W.W., 1992, Cyanobacteria secondary metabolites the cyanotoxins. J Appl Bacteriol. 72: Carmichael, W.W., 1994, The toxins of cyanobacteria. Sci Amer. 270(1): Carmichael, W.W., Namikoshi, M., Rinehart, K.L., Sakai, R., Stotts, R.R., Dahlem, A.M., Beasley, V.R., and Evans, W.R., 1992, Identification of 12 hepatotoxins from a Homer lake bloom of the cyanobacteria Microcystis aeruginosa, Microcystis viridis, Microcystis wesenbergii; nine new microcystins. J. Org. Chem., 57, Carpenter, E.J., Capone, D.G. and Reuter, J.G., [Eds] 1992, Marine Pelagic Cyanobacteria: Trichodesmium and other Diazotrophs. NATO ASI Series C, Mathematical and Physical Sciences, Vol Kluwer Academic Publishers, Dordrecht. Chen, T., Zhao, X., Liu, Y., Shi, Q., Hua, Z., Shen, P., 2004, Analysis of immunomodulating nitric oxide, inos and cytokines mrna in mouse macrophages induced by microcystin-lr. Toxicology. 197(1): Chorus I., 2001, Cyanotoxins: occurrence, causes, consequences. Springer verlag Bderlin Heidelberg, Germany. Chorus, I. and Bartram, J., 1999, Toxic Cyanobacteria in Water: A guide to their public health consequences, monitoring and management, edited by I. Chorus and J. Bartram. Published on behalf of WHO by:f and FN Spon, London. Cirik, S. ve Gökp nar,., 1993, Plankton Bilgisi ve Kültürü, E.Ü. Su Ürünleri Fakültesi Yay nlar, 269 s. Codd, G.A., Morrison, L.F., Metcalf J.S., 2004, Cyanobacterial toxins: risk management for health protection, Toxicology and Applied Pharmacology 203 (2005) Cohen, S.G. and Reif, C.B., 1953, Cutaneous sensitization to blue-green algae, , Guidelines for Drinking Water Quality, World Health 57

78 58 Organization, I.Chorus and J.Bartram (Eds.), 3rd ed., Geneva, Switzerland. Cohen-Bazire, G. and Bryant, D.A., 1982, Phycobilisomes: composition and structure, The Biology of Cyanobacteria N.G. Carr and B.A. Whitton [Eds], Blackwell Scientific Publications, Oxford. Collerson, K.D. and Kamber, B.S., 1999, Evolution of the continents and the atmosphere inferred from Th-U-Nb systematics of the depleted mantle. Science 283, Cousins, I.T., Healing, D.J., James, H.A., Sutton, A., 1996, Biodegradation of microcystin- LR by indigenous mixed bacterial populations, Wat. Res., 30: Dahlmann, J., Budakowski W.R., Luckas, B., 2003, L iquid chromatography electrospray ionisation-mass spectrometry based method for the simultaneous determination of algal and cyanobacterial toxins in phytoplankton from marine waters and lakes followed by tentative structural elucidation of microcystins, Journal of Chromatography A, 994: Dawson R.M., 1998, Toxicology of microcystins. Toxicon 1998; 7: Desikachary, T.V., 1959, Cyanophtya, Indian Council of Agricultural Research, New Delhi. Dittmann, E., Neilan, B.A., Erhard, M., von Döhren, H., Börner, T., 1997, Insertional mutagenesis of a peptide synthetase gene that is responsible for hepatotoxin production in the cyanobacterium Microcystis aeruginosa PCC Mol Microbiol. 26: DS, 2008, Tahtal Baraj letme ve Bak m Yönergesi, DS II. Bölge Müdürlü ü, zmir. Eat on Algae Network, 1999, Super Blue Green Algae Your Cell Tech Connection. [wysiwyg:// 4http:// Eriksson, J.E., Grönberg, L., Nygård, S., Slotte, J.P., Meriluoto, J.A.O., 1990, Hepatocellular uptake of 3H-dihydroMCLR, a cyclic peptide toxin, Biochim Biophys Acta.1025: Eriksson, J.E., Hägerstrand, H., Isomaa, B., 1987, Cell selective cytotoxicity of a peptide toxin isolated from the cyanobacterium Microcystis aeruginosa. Biochim Biophys Acta. 930:

79 Eriksson, J.E., Meriluoto, J.A., Lindholm, T., 1989, Accumulation of peptide toxin from the cyanobacterium Oscillatoria agardhii in the freshwater mussel Anadonta cygnea. Hydrobiologia, 183, Falconer, I.R. and Humpage, A.R., 1996, Tumour promotion by cyanobacterial toxins, Phycologia, 35(6 supplement), Falconer, I.R., 1994, Health problems from exposure to cyanobacteria and proposed guidelines for drinking and recreational water, Detection methods for Cyanobacterial Toxins, G.A. Codd, T.M. Jefferies, C.W. Keevil and E. Potter [Eds], Royal Society of Chemistry, Cambridge, Falconer, I.R., Yeung, D.S.K., 1992, Cytoskeletal changes in hepatocytes induced by Microcystis spp.toxins and their relation to hyperphosphorylation of cell proteins. Chem Biol Interact. 81: Fawell, J.K., James, C.P. and James, H.A., 1994, Toxins from Blue-Green Algae: Toxicological Assessment of Microcystin-LR and a Method for its Determination in Water, Water Research Centre, Medmenham, UK, Fay, P. and Van Baalen, C. [Eds], 1987, The Cyanobacteria, Elsevier, Amsterdam, 534 pp. Fay, P., 1965, Heterotrophy and nitrogen fixation in Chlorogloea fritschii, J. Gen. Microbiol. 39, 11-20, Guidelines for Drinking Water Quality, World Health Organization, I.Chorus and J.Bartram (Eds.), 3rd ed., Geneva, Switzerland. Francis, G., 1878, Poisonous Australian lake, 11-12, Recreational Exposure to Freshwater Cyanobacteria: Epidemiology, Dermal Toxicity and Biiological Activity of Cyanobacterial Lippolysaccharides, I. Stewart, University of Queensland, 418 p. Fritsch, F.E., 1945, The Structure and Reproduction of the Algae, Cambridge, Fujiki, H., Suganuma, M., Suguri, H., Yoshizawa, S., Takagi, K., Nakayasu, M., Ojika, M., Yamada, K., Yasumoto, T., Moore, R.E. and Sugimura, T., 1990, New tumor promoters from marine natural products. In: S. Hall and G. Strichartz [Eds] Marine Toxins, Origin, Structure and Molecular Pharmacology, Vol. 418, American Chemical Society, Washington D.C.,

80 60 Gaete, V., Canelo, E., Lagos, N., and Zambrano, F., 1994, Inhibitory effects of Microcystis aeruginosa toxin on ion pumps of the gill of freshwater fish. Toxicon., 82, Garcia, G.O., 1989, Toxicity of the cyanobacterium Microcystis aeruginosa strain 7820 to trout and tilapia: a clinical and histopathological study. MSc Thesis, University of Stirling, UK. Gibbons, N.E. and Murray, G.E., 1978, Proposals concerning the higher taxa of bacteria. Intl J Syst Bacteriol. 28:1-6. Gons, H.J., 1977, On the light-limited growth of Scenedesmus protuberans Fritsch. Thesis, University of Amsterdam, Guidelines for Drinking Water Quality, World Health Organization, I.Chorus and J.Bartram (Eds.), 3rd ed., Geneva, Switzerland. Google Earth, 2009, Gupta, S., 1998, Cyanobacterial toxins, Guidelines for Drinking Water Quality, World Health Organization, I.Chorus and J.Bartram (Eds.), 3rd ed., Geneva, Switzerland. Gündüz, O., 2007, Tahtal Baraj ve Havzas, [ Harada, K-I., Tsuji, K, Watanabe, M.F., 1996, Stability of microcystins from cyanobacteria - III. Effect of ph and temperature. Phycologia, 35(6 Supplement), Hauman, J.H., 1982, Microcystis aeruginosa: source of toxic microcystins in drinking water, P.J.Oberholster, A.M.Botha, J.U.Grobbelaar (Eds), African Journal of Biotechnology,Vol. 3 (3), pp Health Canada, 1999, Information: Blue-green Algae, [ english/archives/warnings/9969ebk.htm]. Herry, S.E., Fathalli, A., Rejeb, A.J.B., Boua cha, N., 2007, Seasonal occurrence and toxicity of Microcystis spp. and Oscillatoria tenuis in the Lebna Dam, Tunisia, Science Direct, Vol:42(2008): Hobson, P., Burch, M., Pilotto, L., Ranmuthugala, G., Weightman, W. And Attewell, R., 2006, Acute Skin Irritant Effects of Blue-Green Algae in Healthy Volunteers, Australian Water Quality Centre NCEPH (Australian National University), 53 p.

81 Hoeger, S.J., Dietriech, D.R., Hitzfeld, B.C., 2002, Effect of ozonation on the removal of cyanobacterial toxins during drinking water treatment. Environ. Health Perspect. 110: Hoogenhout, H. and Amesz, J., 1965, Growth rates of photosynthetic microorganisms in laboratory cultures. Arch. Microbiol., 50, 10-15, Guidelines for Drinking Water Quality, World Health Organization, I.Chorus and J.Bartram (Eds.), 3rd ed., Geneva, Switzerland. Hooser, S.B., Beasley, V.R., Lovell, R.A., Carmichael, W.W., Haschek, W.M., 1989, Toxicity of microcystin LR, a cyclic heptapeptide hepatotoxin from Microcystis aeruginosa, to rats and mice. Vet Pathol. 26(3): Hooser SB, Beasley VR, Waite LL, Kuhlenschmidt MS, Carmichael WW, Haschek WM., 1991b, Actin filament alterations in rat hepatocytes induced in vivo and in vitro by microcystin-lr, a hepatotoxin from the blue-green alga, Microcystis aeruginosa. Vet Pathol. 28(4): Hooser, S.B., Kuhlenschmidt, M.S., Dahlem, A.M., Beasley, V.R., Carmichael, W.W., Haschek, W.M., 1991a, Uptake and subcellular localization of tritiated dihydro-mclr in rat liver. Toxicon. 29(6): Hooser, S.B., Beasley, V.R., Basgall, E.J., Carmichael, W.W. and Haschek, W.M., 1990, Microcystin-LR-induced ultrastructural changes in rats. Vet. Pathol., 27(1), Humpage, A.R., Hardy, S.J., Moore, E.J., Froscio, S.M., Falconer. I.R., 2000, Microcystins (cyanobacterial toxins) in drinking water enhance the growth of aberrant crypt foci in the mouse colon, J Toxicol Environ Health A. 61(3): Ito, E., Kondo, F., Terao, K., Harada, K., 1997, Neoplastic nodular formation in mouse liver induced by repeated intraperitoneal injections of MCLR. Toxicon. 35(9): Ito, E., Kondo, F., Harada, K., 2000, First report on the distribution of orally administered MCLR in mouse tissue using immunostaining method. Toxicon. 38: Izydorczyk, K., Jurczak, T., Wojtal-Frankiewicz, A., Skowron, A., Mankiewicz-boczek J., Tarczy ska, M., 2008, Influence of abiotic and biotic factors on microcystin content in Microcystis aeruginosa 61

82 62 cells in a eutrophic temperate reservoir, Journal of Plankton Research, 30(4): ZSU, 2002, Tahtal Su Alma Yap s, Pompa stasyonu Ar tma Tesisi ve sale Hatt Sistemi, [ Jochimsen, E.M., Carmichael, W.W., An, J.S., Cardo, D.M., Cookson, S.T., Holmes, C.E., Antunes, M.B., de Melo Filho, D.A., Lyra, T.M,, Barreto, V.S., Azevedo, S.M., Jarvis, W.R., 1998, Liver failure and death after exposure to microcystins at a hemodialysis center in Brazil, N Engl J Med. 338: Jones, G.J. and Orr, P.T., 1994, Release and degradation of microcystin following algicide treatment of a Microcystis aeruginosa bloom in a recreational lake, as determined by HPLC and protein phosphatase inhibition assay. Wat. Res., 28, Jones, G.J., 1990, Biodegradation and removal of cyanobacterial toxins in natural waters. Proc. Sydney Water Board Blue-Green Algae Seminar, pp , Sydney, November 21 and 22. Jones, G.J., Falconer, I.F. and Wilkins, R.M., 1995, Persistence of cyclic peptide toxins in dried cyanobacterial crusts from Lake Mokoan, Australia. Environ. Toxicol. Water Qual., 10, Källqvist, T., 1981, Hydroecological field experiment 1981, Incubation of Natural Phytoplankton in Lake Gjersjøen. Norwegian Institute for Water Research, F-80402, Oslo, 21 pp. Kerr, T., Jones, G.J. and Negri, A., 1995, Hydroxy fatty acid analysis of lipopolysaccharides in cyanobacteria. CSIRO Division of Water Resources, Australia, Summer Studentship report, 73 pp. Kiviranta, J., Sivonen, K., Niemela, S.I., 1991, Detection and toxicity of cyanobacteria by Artemia salina bioassay. Environ Toxicol Water Qual. 6: Kotak, B.G., Lam, A.K.Y., Prepas, E.E., Hrudey, S.E., 2000, Role of chemical and physical variables in regulating microcystin-lr concentration in phytoplankton of eutrophic lakes, , M.Albay, A.Matthiensen, G.A.Codd (Eds.), Occurrence of toxic bluegreen algae in the Kucukcekmece lagoon (Istanbul, Turkey). Environ. Toxicol., 20:

83 Kouzminov, A., 2001, personal communication from Dr David Stirling and Dr Penny Truman, Biotoxin Research Scientists, ESR, Kenepuru Science Centre. Kurmayer, R., Christiansen, G., Chorus, I., 2003, The abundance of microcystin-producing genotypes correlates positively with colony size in Microcystis sp. and determines its microcystin net production in lake Wannsee, , M.Albay, A.Matthiensen, G.A.Codd (Eds.), Occurrence of toxic blue-green algae in the Kucukcekmece lagoon (Istanbul, Turkey). Environ. Toxicol., 20: Lahti, K., Niemi, M. R., Rapala J. and Sivonen, K., 1997a, Biodegradation of cyanobacterial hepatotoxins - characterization of toxin degrading bacteria. Proceedings of the VII International Conference on Harmful Algae. Lam, A.K.Y., Fedorak, P.M. and Prepas, E.E., 1995, Biotransformation of the cyanobacterial hepatotoxin microcystin-lr, as determined by HPLC and protein phosphatase bioassay. Environ. Sci. Technol., 29(1), Lambert, T.W., Holmes, C.F.B., Hrudey, S.E., 1996, Adsorption of microcystin-lr by activated carbon and removal in full scale water treatment, Water Res. 30: Lawton, L.A., Edwards, C., Codd, G.A., 1994, Extraction and highperformance liquid chromatographic method for the determination of microcystins in raw and treated waters. Analyst 119: Lehtimaki, J., Moisander, P., Sivonen, K., and Kononen, K. 1997, Growth, Nitrojen Fixation, and Nodularin Production by Two Baltic Sea Cyanobacteria. Appl Environ Microbiol 63: Liu, Y., Song, L., Li, X., Liu, T., 2002, The toxic effects of microcystin-lr on embryo-larval and juvenile development of loach, Misguruns mizolepis Gunthe. Toxicon. 40(4): Lorenzen, C.J., 1967, Determination of chlorophyll and phaeo-pigments: Spectrophotometric equation. Limnol Oceangr 12: Lukac, M., Aegerter, R., 1993, Influence of trace metals on growth and toxin production of Microcystis aeruginosa. Toxicon. 31: Lyck, S., Gjølme, N. and Utkilen, H., 1996, Irom-starvation increases toxicity of Microcystis aeruginosa CYA 22/1 (Chroococcales, Cyanophyceae), Phycologia, 35(6 Supplement),

84 64 Metcalf, J.S and Codd, G.A., 2004, Cyanobacterial Toksins In The Water Environment, FR/R0009, U.K., 5p. Milutinovic, A., Zivin, M., Zorc-Pleskovic, R., Sedmak, B., Suput, D., 2003, Nephrotoxic effects of chronic administration of microcystins - LR and -YR. Toxicon. 42(3): Mur, L.R., Gons, H.J, Van Liere L., 1978, Competition of the green alga Scenedesmus and the blue-green alga Oscillatoria in light limited environments, FEMS Microbiol. Letters. 1: 335-8, Development and Validation of Microcystin Biomarkers for Exposure Studies, Billam M. (Ed.), PhD Thesis, Graduate Faculty of Texas Tech University, 234p. Mynderse, J.S., Moore, R.E., Kashiwagi, M. and Norton, T.R., 1977, Antileukemia activityin the Oscillatoriaceae, isolation of debromoaplysiatoxin from Lyngbya. Science, 196: , Ecophysiology of Marine Cyanobacterial Blooms, Watkinson, A., 1999, University of Quennsland, 52 p. Namikoshi, M., Sivonen, K., Evans, W.R., Sun, F., Carmichael, W.W. and Rinehart, K.L., 1992, Isolation and structures of microcystins from a cyanobacterial water bloom (Finland). Toxicon, 30, Namikoshi, M., Sun, F., Choi, B.W., Rinehart, K.L., Carmichael, W.W., Evans, W.R. and Beasley, V.R., 1995, Seven more microcystins from Homer lake cells: application of the general method for structure assignment of peptides containing,-dehydroamino acid unit(s). J. Org. Chem., 60, Negri, A.P. and Jones, G.J., 1995, Bioaccumulation of paralytic shellfish poisoning (PSP) toxins from the cyanobacterium Anabaena circinalis by the freshwater mussel Alathyria condola. Toxicon, 33(5), Newman, J.R., Barret, P.R.F., 1993, Control of Microcystis aeruginosa by decomposing barley straw. J. Acq. Plant Manage. 31: Nishiwaki, R., Ohta, T., Sueoka, E., Suganuma, M., Harada, K., Watanabe, M.F., Fujiki, H. 1994, Two significant aspects of microcystin LR: specific binding and liver specificity. Cancer Lett., 83(1-2), Nishizawa T, Asayama M, Fujii K, Harada KI, Shirai M., 1999, Genetic analysis of the peptide synthetase genes for a cyclic heptapeptide microcystin in Microcystis sp. J Biochem 126:

85 Oberholster, PJ., 2004, Assessing genetic diversity and identification of Microcystis aeruginosa strains through AFLP and PCR-RFLP analysis. M.Sc. Thesis, University of the Free State, Bloemfontein, p Oberemm, A., Fastner, J. and Steinberg, C., 1997, Effects of microcystin- LR and cyanobacterial crude extracts on embryo-larval development of zebrafish (Danio rerio). Wat. Res., 31(11), Oh, H.M., Lee, S.J., Kim, J.H., Kim, H.S., Yoon, B.D., 2001, Seasonal variations and indirect monitoring of microcystin concentrations in Daechung Reservoir, Korea, , M.Albay, A.Matthiensen, G.A.Codd (Eds.), Occurrence of toxic blue-green algae in the Kucukcekmece lagoon (Istanbul, Turkey). Environ. Toxicol., 20: Ohta, T., Sueoka, E., Iida, N., Komori, A., Suganuma, M., Nishiwaki, R., Tatematsu, M., Kim, S.-J., Carmichael,W.W., Fujiki, H., 1994, Nodularin, a potent inhibitor of protein phosphatases 1 and 2A, is a new environmental carcinogen in male F344 rat liver. Cancer Res. 54: Pearson, M.J., Ferguson, A.J.D., Codd, G.A., Reynolds, C.S., Fawell, J.K., Hamilton, R.M., Howard, S.R., Attwood, M.R., 1990, Toxic Blue-Green Algae. A report by the National Rivers Authority, Water Quality Series No. 2, London, England, 128 pp. Pilotto, L.S., Douglas, R.M., Burch, M.D., Cameron, S., Beers, M., Rouch, G.R., Robinson, P., Kirk, M., Cowie, C.T., Hardiman, S., Moore, C. and Attewell R.G., 1997, Health effects of recreational exposure to cyanobacteria (blue-green algae) during recreational water-related activities. Aust. N. Zealand J. Public Health, 21: Prepas, E.E., Kotak, E.G., Campbell, L.M., Evans, J.C., Hrudey, S.E. and Holmes, C.F.B., 1997, Accumulation and elimination of cyanobacterial hepatotoxins by the freshwater clam Anodonta grandis simpsoniana. Can. J. Fish. Aquat. Sci., 54, Puschner, B., Galey, F.D., Johnson, B., Dickie, C.W., Vondy, M., Francis, T., Holstege, D.M., 1998, Blue-green algae toxicosis in cattle. J Am Vet Med Assoc. 213(11): Råbergh, C.M.I., Bylund, G., Eriksson, J.E., 1991, Histopathological effect of microcystin LR a cyclic polypeptide from the 65

86 66 cyanobacterium Microcystis aeruginosa on common carp (Cyprinus carpio L.). Aquat. Tox., 20: Rai, A.N., 1990, CRC Handbook of Symbiotic Cyanobacteria. CRC Press, Boca Raton, 253 pp. Rao, P.V., Gupta, N., Bhaskar, A.S., Jayaraj, R., 2002, Toxins and bioactive compounds from cyanobacteria and their implications on human health, J. Environ. Biol. 23: Rapala, J., Lahti, K., Sivonen, K. and Niemelä, S. I., 1994, Biodegradability and adsorption on lake sediments of cyanobacterial hepatotoxins and anatoxin-a. Letters in Applied Microbiol., 19, Rapala, J., Sivonen, K., Luukkainen, R. and Niemelä, S.I., 1993, Anatoxin-a concentration in Anabaena and Aphanizomenon at different environmental conditions and comparison of growth by toxic and non-toxic Anabaena strains, a laboratory study, J. App. Phycol., 5: Raven, P.H., Evert, R.F. and Eichhorn, S.E., 1992, Biology of Plants. Worth Publishers, New York. Reynolds, C.S., 1984, The Ecology of Freshwater Phytoplankton. Cambridge University Press, Cambridge, Guidelines for Drinking Water Quality, World Health Organization, I.Chorus and J.Bartram (Eds.), 3rd ed., Geneva, Switzerland. Reynolds, C.S., 1997, Vegetation Processes in the Pelagic. A Model for Ecosystem Theory. Ecology Institute, D Oldendorf/Luhe, ISSN Rinehart, K.L., Harada, K-I., Namikoshi, M., Chen, G., Harvis, C., Munro, MHG., Blunt, J.W., Mulligan, P.E., Beasley, V.R., Dahlem, A.M., Carmichael, WW., 1988, Nodularin, microcystin and the configuration of ADDA, J Am Chem Soc 110: Rippka, R., Deruelles, J., Waterburry, J.B., Herdman, M., Stanier R.Y., 1979, Generic assignments, strain histories and properties of pure cultures of cyanobacteria, Journal of General Microbiology, 111:1-61. Robarts, R.D. and Zohary, T., 1987, Temperature effects on photosynthetic capacity, respiration, and growth rates of bloomforming cyanobacteria. N.Z. J. Mar. Freshwat. Res., 21,

87 Rodger, H.D., Turnbull, T., Edwards, C. and Codd, G.A., 1994, Cyanobacterial bloom associated pathology in brown trout Salmo trutta L. in Loch Leven, Scotland. J. Fish Dis., 17: Rothschild, L.J. and Mancinelli, R.L., 1990, Model of carbon fixation in microbial mats from 3,500 Myr ago to the present. Nature 345, Runnegar, M., Berndt, N., Kaplowitz, N., 1995, Microcystin uptake and inhibition of protein phosphatases: effects of chemoprotectants and self-inhibition in relation to known hepatic transporters. Toxicol Appl Pharmacol. 134: Runnegar, M.T.C., Gerdes, R.G., Falconer, I.R., 1991, The uptake of the cyanobacterial hepatotoxin microcystin by isolated rat hepatocytes, Toxicon 29: Schatz, D., Keren, Y., Hadas, O., Carmeli, S., Sukenik, A., Kaplan, A., 2005, Ecological implications of the emergence of non-toxic subcultures from toxic Microcystis strains, Environmental Microbiology 7: Schreurs, H., 1992, Cyanobacterial dominance, relation to eutrophication and lake morphology. Thesis, University of Amsterdam. Schwabe, W., Weihe, A., Börner, T., Henning, M., Kohl, J.G., 1988, Plasmids in toxic and non-toxic strains of the cyanobacterium Microcystis aeruginosa, , Microcystis aeruginosa: source of toxic microcystins in drinking water, P.J.Oberholster, A.M.Botha, J.U.Grobbelaar (Eds), African Journal of Biotechnology,Vol. 3 (3), pp Scott, W.E., Chutter, F.M., 1981, Introduction: Infection and predators. Wastewater for Aquaculture. Proceedings of a Workshop on Biological Production Systems and Waste Treatment, Bloemfontein, 1980, Microcystis aeruginosa: source of toxic microcystins in drinking water, P.J.Oberholster, A.M.Botha, J.U.Grobbelaar, African Journal of Biotechnology,Vol. 3 (3), pp Sedmak, B. and Kosi, G., 1997, Microcystins in Slovene freshwaters (Central Europe): first report. Nat Toxins 1997; 5: Selçuk, P., ve Elçi,., 2008, Arazi Kullan m n n Su Kalitesine Olan Etkilerinin Tahtal Havzas nda ncelenmesi, Be inci Dünya Su Forumu Bölgesel Haz rl k Süreci Türkiye Bölgesel Su Toplant lar, Havza Kirlili i Konferans, DS II. Bölge Müdürlü ü, zmir, 130 s. 67

88 68 Shi, L., Carmichael, WW., Miller, I., 1995, Immuno-gold localization of hepatotoxins in cyanobacterial cells, Arch. Microbiol. 163: Sivonen, K. and Jones, G., 1999, Cyanobacterial toxins, Guidelines for Drinking Water Quality, World Health Organization, I.Chorus and J.Bartram (Eds.), 3rd ed., Geneva, Switzerland. Sivonen, K., Cyanobacterial toxins and toxin production. Phycologia, 35(6 Supplement), Sömek, H., Ustao lu, M. R., Ya c, M., 2008, A case report: algal bloom of Microcystis aeruginosa in a drinking-water body, E irdir Lake, Turkey, Turkish Journal of Fisheries and Aquatic Science 8: Stewart, W.D.P., 1973, Nitrogen fixation by photosynthetic microorganisms. Ann. Rev. Microbiol., 27, , Guidelines for Drinking Water Quality, World Health Organization, I.Chorus and J.Bartram (Eds.), 3rd ed., Geneva, Switzerland. Strickland, J.D.M., T.R. Parson, 1972, A Pratical Seawater Analysis, Bulletin 167, Fisheries Research Board of Canada, Ottawa. Sugaya, Y., Yasuno, M. and Yani, T., Effects of toxic Microcystis viridis and isolated oxins on goldfish. Jpn J. Limnol., 51(3), SWCSMH, 2007, The Blue-Green Algae (Cyanobacteria) [ Takenaka, S. and Watanabe, M.F., 1997, Microcystin-LR degradation by Pseudomonas aeruginosa alkaline phosphatase, Chemosphere. 34: Tencalla, F.G., Dietrich, D.R. and Schlatter, C., 1994, Toxicity of Microcystis aeruginosa peptide toxin to yearling rainbow trout (Oncorhynchus mykiss), Aqua. Toxicol., 30(3), Tiffany, L.H., 1958, Algae, The Grass of Many Waters, 199 pp Guidelines for Drinking Water Quality, World Health Organization, I.Chorus and J.Bartram (Eds.), 3rd ed., Geneva, Switzerland. Tillett, D., Parker, D.L., Neilan, B.A., 2001, Detection of toxigenicity by a probe for the icrocystin synthetase A gene (mcya) of the cyanobacterial genus Microcystis:comparison of toxicities with 16S rrna and phycocyanin operon (phycocyanin intergenic spacer) phylogenies, Appl Environ Microbiol. 67:

89 Tisdale, J., 1931, Epidemic of intestinal disorders in Charleston (West Virginia) occurring simultaneously with unprecedented water supply conditions, , Guidelines for Drinking Water Quality, World Health Organization, I.Chorus and J.Bartram (Eds.), 3rd ed., Geneva, Switzerland. Tsuji, K., Naito, S., Kondo, F., Ishikawa, N., Watanabe, M.F., Suzuki, M., Harada, K-I., 1993, Stability of microcystins from cyanobacteria: Effect of light on decomposition and isomerization. Environ. Sci. Technol. 28, Ueno Y, Nagata S, Suttajit M, Mebs D and Visconcelos V., 1998, Immunochemical survey of microcystins in environmental water in various countries, Mycotoxins and Phycotoxinsdevelopments in chemistry, toxicology and food safety, M.Miragala, Hvan Egmond, C.Brera and J.Gilbert (Eds.), Alaken Inc. Fort Collins, Colorado. Utkilen, H. and Gjolme, N., 1992, Toxin Production by Microcystis aeruginosa as a Function of Light in Continuous Cultures and Its Ecological Significance, Appl. Envir. Microbiol. 58: Utkilen, H. and Gjølme, N., 1995, Iron-stimulated toxin production in Microcystis aeruginosa. App. Environ. Microbiol., 61, Vakeria, D., Codd, G.A., Bell, S.G., Beattie, K.A., Priestley, I.M., 1985, Toxicity and extrachromosomal DNA in strains of the cyanobacterium Microcystis aeruginosa. FEMS Microbiol. Lett. 29: Van der Westhuizen, A.J., Eloff, J.N., 1985, Effect of temperature and light on the toxicity and growth of blue-green alga M. aeruginosa (UV-006), Planta 163: Van der Westhuizen, A.J. and Eloff, J.N., 1983, Effect of culture age and ph of culture medium on the growth and toxicity of the blue green alga Microcystis aeruginosa, Zeit. Planzenphysiol., 110, Van Liere, L. and Walsby, A.E., 1982, Interactions of cyanobacteria with light. In: N.G. Carr and B.A. Whitton [Eds] The Biology of the Cyanobacteria. Blackwell Science Publications, Oxford, Van Liere, L., Mur, L.R., Gibson, C.E. and Herdman, M., 1979, Growth and physiology of Oscillatoria agardhii and some related species, a survey. Dev. Hydrobiol., 2, 67-77, Guidelines for Drinking Water Quality, World Health Organization, I.Chorus and J.Bartram (Eds.), 3rd ed., Geneva, Switzerland. 69

90 70 Vezie, C., Rapala, J., Vaitomaa, S.J., Sivonen, K., 2002, Effects of nitrogen and phosphorus on growth of toxic and non-toxic Microcystis strains and on intracellular microcystin concentrations, , M.Albay, A.Matthiensen, G.A.Codd (Eds.), Occurrence of toxic blue-green algae in the Kucukcekmece lagoon (Istanbul, Turkey). Environ. Toxicol., 20: Verhoeven, R.L., Eloff. J.N., 1979, Effect of lethal concentrations of copper on the ultrastructure and growth of Microcystis, , Microcystis aeruginosa: source of toxic microcystins in drinking water, P.J.Oberholster, A.M.Botha, J.U.Grobbelaar (Eds.), African Journal of Biotechnology,Vol. 3 (3), pp Vezie C, Brient L, Sivonen K, Bertru G, Lefeuvre JC, Salkinoja- Salonen M., 1998, Variation of microcystin content of cyanobacterial blooms and isolated strains in Grand-Lieu lake (France). Microbiol Ecol. 35: Walsby, A.E., 1981, Cyanobacteria: planktonic gas-vaculated forms, The Prokaryotes, M.Star, H.Stolp, A.Balowes and H.G.Schlegel [Eds] Springer Verlag, New York, Walsby, A.E., 1987, Mechanisms of buoyancy regulation by planktonic cyanobacteria with gas vesicles, The Cyanobacteria, P.Fay and C.Van Baalen [Eds], Elsevier, Amsterdam, Watanabe, M. F., 1996, Production of Microcystins, Toxic Microcystis, M.F.Watanabe, H.Harada, W.W.Carmichael and H.Fujiki, [Eds], CRC Press, London, 262 pp. Watanabe, M.F., Park, H-D., Kondo, F., Harada, K-I., Hayashi, H. and Okino, T., 1997, Identification and estimation of microcystins in freshwater mussels, Nat. Toxins, 5: Weckesser, J. and Drews, G., 1979, Lipopolysaccharides of photosynthetic prokaryotes, Ann. Rev. Microbiol., 33: Welker, M., Von Dohren, H., Tauscher, H., Steinberg, C.E.W., Erhard, M., 2003, Toxic Microcystis in shallow lake Muggelsee (Germany) - dynamics, distribution, diversity. Arch Hydrobiol. 157: Welker, M. and Steinberg, C.E.W., 1998, Indirect photolysis of cyanotoxins: one possible mechanism of their low persistence. Wat. Res.

91 White, S.H., Fabbro, L.D., Duivenvoorden, L.J., 2003, Changes in cyanoprokaryote populations, Microcystis morphology, and microcystin concentrations in lake Elphinstone (Central Queensland, Australia), , M.Albay, A.Matthiensen, G.A.Codd (Eds.), Occurrence of toxic blue-green algae in the Kucukcekmece lagoon (Istanbul, Turkey). Environ. Toxicol., 20: Whitford, L. A. and Schumacher, G.J., 1973, A manual of freshwater algae, Sparks Press, Raleigh, NC. WHO, 2004, Guidelines for Drinking Water Quality, 3rd ed., World Health Organization, Geneva, Switzerland. Wilhelm, S.W. and Trick, C.G., 1994, Iron-limited growth of cyanobacteria: Multiple siderophore production is a common response. Limnology & Oceanography 8, pp. Williams, D.E., Craig, M., Dawe, S.C., Kent, M.C., Holmes, C.F.B. and Anderson, R.J., 1997, Evidence for a covalently bound form of microcystin-lr in salmon larvae and dungeness crab larvae. Chem. Res. Toxicol., 10, Winner, M., 1997, Perfect food or pond scum? [ Yoshida, T., Makita, Y., Nagata, S., Tsutsumi, T., Yoshida, F., Sekijima, M., Tamura, S.-I. and Ueno, Y., 1997, Acute oral toxicity of microcystin-lr, a cyanobacterial hepatotoxin, in mice, Nat. Toxins, 5: Zilberg B., 1966, Gastroenteritis in Salisbury European children a five year study, , Guidelines for Drinking Water Quality, World Health Organization, I.Chorus and J.Bartram (Eds.), 3rd ed., Geneva, Switzerland. 71

92 72 EKLER EK-1: Anabaena affinis (A,B) (MB:150x, 600x) A Anabaena affinis B Anabaena affinis

93 73 EK-2: Phormidium tenue (A, B) (MB: 300x) A B Pediastrum sp. Phormidium tenue

94 74 EK-3: Aphanizomenon flos aquae (A, B) (MB: 600x) A Aphanizomenon flos aquae B Aphanizomenon flos aquae

95 75 EK-4: Oscillatoria sp. (A, B) (MB: 150x, 600x) A Oscillatoria sp. B

96 76 EK-5: Microcystis aeruginosa (MB: 300x) EK-6: Dinobryon sp. (MB: 600x) Dinobryon sp.