Ivana Stanić

Obrana će se održati: PETAK, 12. prosinac 2025. godine u 15.30 sati u dvorani P1, Kemijski odsjek, PMF, Horvatovac 102 a, Zagreb

Disertacija nosi naslov: The role of prokaryotes in the methane cycle of Baćina and Plitvice Lakes 

Uloga prokariota u kruženju metana u  Baćinskim i Plitvičkim jezerima

Povjerenstvo za obranu imenovano je u sastavu:

1. prof. dr. sc. Marija Gligora Udovič, Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb

2. prof. dr. sc. Jasna Hrenović, red. prof. u trajnom zvanju, Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb

3. dr. sc. Neven Cukrov, znan. savjetnik, Institut Ruđer Bošković, Zagreb

Zamjena: dr. sc. Dario Omanović, znan. savj. u trajnom izboru, Institut Ruđer Bošković, Zagreb

Mentor: dr. sc. Sandi Orlić, znanstveni savjetnik, Institut Ruđer Bošković, Zagreb

Summary:

Karst lakes play a significant role in global methane cycling, yet the microbial mechanisms underlying methane production and oxidation in these environments remain unexplored. This thesis investigates the diversity and function of methane-cycling prokaryotes in two lake systems in Croatia. Using 16S rRNA gene sequencing and qPCR targeting mcrA and pmoA genes, prokaryotic communities were analyzed across multiple seasons and environmental gradients. Laboratory enrichment experiments were conducted using a water sample collected from Lake Crniševo to assess the impact of increased salinity on methane-cycling prokaryotic communities. Results showed greater microbial diversity in Baćina Lakes, with oxygen and salinity as key structuring factors. Methanotrophs were more abundant compared to methanogens in both lake ecosystems, especially at oxic-anoxic interfaces. Elevated salinity reduced diversity and favored halotolerant taxa, with methanotrophs showing greater adaptability than methanogens. These findings underscore the importance of environmental gradients in shaping methane-cycling communities and are essential for predicting methane emissions under climate change.

Sažetak:

Krška jezera imaju značajnu ulogu u globalnom ciklusu metana, no mehanizmi koji stoje iza njegove produkcije i oksidacije u tim ekosustavima još su uvijek nedovoljno istraženi. Ovaj rad proučava raznolikost i funkciju prokariota uključenih u ciklus metana u dva jezerska sustava u Hrvatskoj. Korištenjem sekvenciranja 16S rRNA gena i qPCR analize ciljane na mcrA i pmoA gene, prokariotske zajednice analizirane su kroz više sezona u različitim okolišnim uvjetima. Kako bi se procijenio utjecaj povećanja saliniteta na prokariotske zajednice povezane s ciklusom metana, uzorci su kultivirani u obogaćenom mediju. Rezultati su pokazali veću mikrobnu raznolikost u Baćinskim jezerima, pri čemu su kisik i salinitet bili glavni čimbenici oblikovanja zajednica. Metanotrofi su dominirali nad metanogenima u oba jezerska ekosustava, osobito na granici između oksičnih i anoksičnih slojeva. Povišeni salinitet smanjio je raznolikost te doprinio rastu halotolerantnih vrsta, pri čemu su metanotrofi pokazali veću prilagodljivost od metanogena. Dobiveni rezultati ističu važnost okolišnih gradijenata pri oblikovanju zajednica uključenih u ciklus metana te su ključni za predviđanje emisija metana u kontekstu klimatskih promjena.