lu.se

Havsportalen

Lunds Tekniska Högskola

Denna sida på svenska This page in English

Språngskiktets betydelse för marina plankton

Språngskiktets betydelse för marina plankton: mekanismerna kring trade-off vid migration och tillväxt hos mixotrofa arter

Förekomsten av situationer där organismer måste kompromissa, sk trade-off-situationer, är mycket vanligt förekommande i naturen. Konceptet ”trade-off” innebär att det finns en optimal strategi där organismerna kan maximera sin tillväxt eller fortplantning och alla organismer kommer därför att sträva efter att uppnå detta. För fotosyntetiserande planktonorganismer finns det en mycket uppenbar ”trade-off”-situation genom att ljuset är starkast vid ytan i havet, medan det mesta av näringsämnena finns på större djup. Detta är speciellt uttalat sommartid då vattenmassorna är skiktade med ett sk språngskikt där ett lättare vattten (på grund av lägre salthalt och/eller högre temperatur) ligger ovanpå ett bottenvatten med högre salthalt och/eller lägre temperatur. I ytvattnet tar näringsämnena snabbt slut under sommaren genom att de tas upp av olika planktonorganismer och tillväxten av växtplankton blir därför begränsad. Många växtplankton har dock förmågan att simma och kan därför migrera vertikalt i vattenmassan och använda sig av ljus vid ytan på dagen för att simma djupare ned under natten och ta upp näringsämnen. De kan på så sätt troligen optimera sin strategi i denna ”trade-off”-situation. Partiklar (sjunkande algceller av planktonarter som inte kan simma, dött organiskt material och hopklumpade stora molekyler som bildar s k marin snö) sjunker ständigt ner genom vattnet. Dessa partiklar, som innehåller näringsämnen, bromsas upp i språngskiktet genom att de stöter på ett vatten med högre täthet. Denna ”gödning” av språngskiktet leder till en stimulans av bakterietillväxt och tillväxt av olika mikroskopiska växter och djup som är en stor näringsresurs för de flagellater som är mixotrofa, dvs de fungerar både som växter genom att utnyttja fotosyntes och som djur genom att äta andra organismer eller organiska ämnen. Man kan därför tänka sig att dessa mixotrofa plankton kanske väljer att stanna i språngskiktet där det visserligen inte finns så mycket ljus, men mycket näring.

Språngskiktet i kustvattnen kan också tänkas få ett tillskott av näringsämnen genom de vattendrag som mynnar vid kusterna. Vattendragen transporterar en stor mängd löst organiskt material som har näringsämnen bundet till sig. När detta material når saltvattnet så flockas det ut och bildar partiklar som troligen också sjunker och bromsas upp i språngsiktet.

Detta projekt syftar till att undersöka de mekanismer som styr flagellaternas vandringar i vattenmassan och deras förmåga att korsa språngskikt med en hög salthaltsskillnad för att optimera sin tillväxthastighet genom att vara vid ljuset i ytvattet dagtid och vandra ner till djupare vatten för att ta upp näringsämnen nattetid. En jämförelse kommer att ske mellan helt fotosyntetiska flagellater och olika mixotrofer vilka kan tänkas ha olika strategier beroende på behovet av ljus och tillgången på näringsämnen i eller under språngskiktet. Framförallt kommer olika arter av flagellater som är giftproducerande och/eller som bildar algblomningar att undersökas. Projektet undersöker också vilken typ av näring som ansamlas och processas i språngskiktet genom sedimentation och genom tillförsel från vattendrag.

Experiment kommer att utföras i laboratoriet i konstruerade språngskikt med olika täthetsgrader där ljus- och näringstillgång kommer att varieras. Olika flagellaters migrationsbeteende kommer här att studeras under några dygn och mixotrofers förmåga att ta upp föda i språngskiktet kommer att mätas. Ute till havs kommer olika planktonarters fördelning på olika djup i anslutning till språngskiktet under ett eller flera dygn att bestämmas med en högupplösande provtagare som tar prover var 10:e centimeter. Flagellaternas migrationsbeteende jämföres därefter med analyser av ljusintensitet, salthaltsfördelning, förekomst av näringsämnen (både oorganiska och organiska, samt olika tänkbara födopartiklar) på olika djup.  Experiment med flockbildning av löst organiskt material från vattendrag och dess ansamling i språngkiktet kommer också att göras. Här kommer också mixotrofernas eventuella direktupptag av dessa stora molekyler att studeras med hjälp av inmärkta ämnen som visar sig i ansamlingar i hålighter inne i flagellaternas celler när man använder sig av ett speciellt mikroskop som kan se de inmärkta ämnena.

Då man nyligen funnit att skiktningen i världshaven håller på att bli starkare på grund av den globala uppvärmningen är det också av intresse att känna till olika planktonarters förmåga att migrera genom skiktningar av olika styrka.

Mer information

Kontakt
Per Carlsson, Per.Carlsson@marinbio.hbg.lu.se
Therese Jephson, Therese.Jephson@limnol.lu.se

Finansiär
Naturvetenskapliga fakulteten, Lunds Universitet

Relaterat
Marinbiologi