Przyspieszająca zmiana klimatu oraz rosnąca antropopresja stanowią kluczowe wyzwania dla ochrony zasobów słodkowodnych na świecie. Naukowcy z Uniwersytetu Łódzkiego (lider projektu) oraz Europejskiego Regionalnego Centrum Ekohydrologii PAN realizują międzykontynentalny projekt badawczy CyMiBiom: NCN, OPUS24, 2023-2027 nr 2022/47/B/NZ8/00689) pt. „Międzykontynentalne porównanie społeczności bakterii i archeonów związanych z kosmopolityczną sinicą Microcystis – odkrywanie ich ról ekologicznych w antropopresji i zmianie klimatu”, którego celem jest dogłębne poznanie interakcji mikrobiologicznych w zakwitach toksycznych sinic (cyjanobakterii) z udziałem Microcystis. Koordynatorką projektu z ramienia UŁ jest prof. dr hab. Joanna Mankiewicz-Boczek, a z zadania realizowane w ERCE PAN odpowiada dr Arnoldo Font-Najera.

Nowatorskie podejście: Rola mikrobiomu i wpływ zlewni

Najczęściej badania nad występowaniem zakwitów Microcystis skupiają się głównie na parametrach fizyko-chemicznych wód. Projekt CyMiBiom wnosi nowe, globalne spojrzenie:

• Interaktom mikrobiologiczny: Analiza zróżnicowania taksonomicznego i fiziologicznego bakterii i archeonów towarzyszących sinicom w kontekście odmiennych stref klimatycznych.
• Wpływ użytkowania terenu: Badania łączą efekt zagospodarowania zlewni (obszary miejskie, rolnicze oraz leśne) ze zmianami w strukturze mikrobiomu jezior i zbiorników retencyjnych.
• Identyfikacja ukrytych zagrożeń: Naukowcy analizują zjawiska zwiększające ryzyko ze strony zakwitów, w tym:
  • Współwystępowanie bakterii patogennych,
  • Potencjał do zwiększonej emisji gazów cieplarnianych
  • Przenoszenie genów antybiotykooporności (ARG) pomiędzy mikroorganizmami w zakwitach

Skala badań: 4 kontynenty, łącznie 100 próbek

Podczas wyjazdów terenowych w latach 2024 i 2025 zebrano łącznie 100 próbek wody wraz z mikrobiomem z terenu pięciu krajów leżących w różnych strefach klimatycznych (umiarkowanej i tropikalnej): Polski, USA, Korei Południowej, Gwatemali oraz Singapuru.

Próbki poddawane są zaawansowanym analizom genetycznym, metagenomicznym, fizyko-chemicznym oraz oznaczaniu wtórnych metabolitów cyjanobakterii.

Partnerzy i ośrodki wspierające

Projekt realizowany jest we ścisłej współpracy z uznanymi międzynarodowymi jednostkami naukowymi:

1. U.S. Geological Survey (USGS), USA
   • New York Water Science Center, Troy / Federal Interagency Working Group on Harmful Algal Blooms and Hypoxia
   • Przedstawiciele: dr Jennifer L. Graham, dr Rebecca M. Gorney
2. National University of Singapore (NUS), Singapur
   • Department of Civil and Environmental Engineering, College of Design and Engineering
   • Przedstawiciele: prof. Karina Yew-Hoong Gin, dr Shu Harn Te
3. Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology (KRIBB), Korea Południowa
   • Cell Factory Research Center, Daejeon
   • Przedstawiciele: dr Chi-Yong Ahn, So-ra Ko (M.Sc.)
4. University of San Carlos of Guatemala (USAC), Gwatemala
   • Przedstawicielka: dr Bessie Oliva

oraz przy współpracy z polskimi naukowcami: prof. dr hab. Hanną Mazur-Marzec z Wydziału Oceanografii i Geografii Uniwersytetu Gdańskiego oraz dr. hab. Mikołajem Kokocińskim, prof. UAM z Wydziału Biologii Uniwersytetu Adama Mickiewicza w Poznaniu.

Zwieńczeniem dwuletniego etapu badań były Międzynarodowe Warsztaty CyMiBiom, które odbyły się w dniach 31 sierpnia – 4 września w Łodzi oraz nad Zbiornikiem Sulejowskim. W wydarzeniu uczestniczyli partnerzy projektu z USA, Korei Południowej i Singapuru, a także naukowcy z Uniwersytetu Gdańskiego i Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu.

Program warsztatów obejmował również część terenową. Uczestnicy odwiedzili Zbiornik Sulejowski oraz nowo powstałe Centrum Badawcze Uniwersytetu Łódzkiego ds. Zrównoważonego Rozwoju w Treście. Rozmawiano tam m.in. o dynamice procesów zachodzących w zbiorniku retencyjnym oraz wpływie użytkowania zlewni na stan wód i problemie suszy. Uczestnicy zapoznali się także z założeniami i realizacją projektu LIFE Pilica, prowadzonego przez ERCE PAN i koordynowanego przez Wody Polskie.

Poza intensywnymi rozmowami na tematy naukowe goście projektu CyMiBiom mieli również okazję poznać Łódź i jej najważniejsze atrakcje. Wzięli udział w spacerze po ul. Piotrkowskiej, zwiedzili Pałac rodziny Poznańskich, a dzięki współpracy Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska UŁ z Centrum Nauki i Techniki EC1 w Łodzi mogli także zapoznać się z historią łódzkiej energetyki oraz zobaczyć, jak przestrzeń dawnej elektrowni została przekształcona w nowoczesne centrum nauki, edukacji i kultury.

Realizacja projektu CyMiBiom jest niezbędna dla pozyskania nowych informacji, w skali globalnej, dla lepszego zrozumienia biologicznych i ekologicznych mechanizmów sterujących zakwitami cyjanobakterii, co ma kluczowe znaczenie dla zarządzania jakością wód słodkich i ochrony zdrowia publicznego w dobie globalnych zmian klimatycznych.