Er forskningsmålene nådd innen delprogram A - med spesielt fokus på plankton?

Transkript

1 Er forskningsmålene nådd innen delprogram A - med spesielt fokus på plankton? Bente Edvardsen Universitetet i Oslo, Biologisk institutt Avslutningskonferanse MARE oktober 2005

2 Mål med delprogram A: Ny viten om økosystemers struktur, prosesser, produksjon, variabilitet i tid og rom og effekter av menneskeskapt påvirkning Skaffe til veie kunnskap om det marine biologiske mangfold med fokus på arter og bestander som høstes eller blir direkte eller indirekte påvirket av høsting Framskaffe grunnleggende kunnskap om fysiske, kjemiske og biologiske drivkrefter og delprosesser Utvikle integrerte multidisiplinære modeller som er egnet til å forklare og analysere variabilitet i våre marine økosystemer Øke vår forståelse av effekten miljøgifter har på vårt marine miljø med fokus på våre høstbare ressurser Framskaffe kunnskap som kan bidra til nye muligheter når det gjelder dyrking av, og høsting fra, våre kyst- og havområder

3 Antall planktonprosjekter i MARE ( ) Plankton 20 Biologisk mangfold 3 Økologi og modellering 11 Effekter av miljøgifter 0 Akvakultur 1 Teknologiutvikling 5 8 doktorgradsstipend (3 år) 8 postdoktorstillinger (1-3 år)

4 Hva er plankton? Virus, bakterier, alger og dyr (inkl. larver og egg) som svever fritt i vannet uten betydelig horisontal egenbevegelse

5 Næringsnett og planktonets funksjon dyreplankton alger Alger er primærprodusenter og næringsgrunnlaget for livet i havet protister Ca 50% av jordas primærproduksjon utføresavmikroalgerog cyanobakterier Modifisert fra Paasche 2002 bakterier De utfører også biogeokjemiske prosesser som har stor betydning for klimaet på jorda

6 Noen sentrale spørsmål innen biologisk mangfold Hvordan varierer forekomsten i tid og rom? Periphylla Hvor mye finnes? Foto: Båmstedt Hva finnes der? Olisthodiscus Foto: Zubizarreta Verrucophora Chrysochromulina Hva er de beslektet med? Hvordan lever de?

7 Flagellater på nordatlantiske sandstrender PL: Jahn Throndsen, UiO innsamling dekkglassmetoden TEM DGGE-gel ismetoden Konsentrering av flagellater direkte på dekkglass eller drevet ut med is Prøvene bearbeides med lys- og elektronmikroskopi, og molekylære metoder

8 biodiversitet Dinophyta Foton: Eider Zubizarreta & Kjetil Røberg Euglenozoa Amphidinium pellucidum Amphidinium herdmanii Chroomonas diplococca Goniomonas pacifica Heterokontophyta Heterokont flagellat Olisthodiscus luteus ubestemt Urceolus cf cornutus Haptophyta Chlorophyta Prymnesium nemamethecum Pyramimonas sp. Dinema litoralis Ploeotia vitrea

9 Noen sentrale spørsmål innen økologi og modellering Hvordan unngår de å bli spist? Oithona Hva spiser de? Kan man bruke molekylære prober for å bestemme hva og hvor mye de spiser? Hvor mye energi transporteres mellom ulike trofiske nivåer? Foto: Hege Vestheim Pareuchaeta Hvordan, hvor og når forekommer de? Hvordan varierer livssyklus mellom og innen arter? hvorfor?

10 Teknologiutvikling innen plankton Kjemiske og biokjemiske analyser av algetoksiner Molekylærbiologiske teknikker, bl.a. molekylære prober, qpcr, DGGE Optiske målinger av plankton Akustiske målinger av zooplankton Undervannsfarkoster Satellittmålinger av planteplankton (klorofyll a) Numeriske modeller

11 biologisk oceanografi 70% av jordoverflaten er dekket av hav, men havets globale betydning har først i senere tid begynt å avdekkes Med ny teknologi, fra molekylærbiologiske teknikker og genomforskning til satellittmålinger, har vi fått ny viten om biologiske prosesser og biodiversitet i havet Det er fortsatt mye nytt å lære av mer tradisjonelle undersøkelser av forekomster og drivkrefter, næringsnett og samfunnsstruktur m.m. Dette kan hjelpe oss til å forstå og forutse effekter av klimaforandringer (tolket fra Rees, Nature sept. 2005)

12 Chattonella - en ny skadelig alge som danner oppblomstringer i Skandinaviske farvann PL: Lars Naustvoll, HI ( Aftenposten 28 mars 2001) Satellittbilde som viser klorfyll a-konsentrasjonen Kilde: Nansen Senter / CCMS-PML / NASA SeaWiFS project

13 Chattonella aff. verruculosa (fra Hara et al. 1994) Tegning: Jahn Throndsen Chattonella verruculosa

14 en introdusert art? Foto: Lars Naustvoll Chattonella aff. verruculosa har ikke tidligere vært rapportert fra europeiske farvann Chattonella verruculosa er vanlig forekommende i Japan

15 Fylogeni til en ny skadelig alge som danner oppblomstringer i Nordsjøen Bente Edvardsen, Wenche Eikrem, Kamran Shalchian-Tabrizi, Ingvild Riisberg, Jahn Throndsen (UiO) Geir Johnsen (NTNU) og Lars Naustvoll (HI) Mål: Karakterisere flagellaten med hensyn på morfologi, ultrastruktur, pigmentering og DNAsekvens for å kunne avlede slektskap og bestemme taksonomisk plassering Undersøke slekskapet mellom C. aff. verruculosa and Chattonella verruculosa fra Japan

16 kulturer Fem stammer fra oppblomstringen i Skagerrak, 2001: UIO 109 UIO 110 UIO 111 HI AA HI B Chattonella verruculosa NIES 670 til sammenligning

17 metoder isolere algestammer fra oppblomstring lys og elektronmikroskopi for morfologi Ultrastrukturstudier i TEM pigmentanalyser med HPLC DNA sekvensering av SSU og LSU rdna fylogenetiske analyser

18 konklusjon Flagellaten Chattonella aff. verruculosa isolert fra Skagerrak hører ikke til klassen Raphidophyceae, men til Dictyochophycea Vi foreslår navnet Verrucophora fascima sp. gen. nov. Eikrem, Edvardsen et Throndsen

19 Verrucophora fascima i LM fl mu 10 µm

20 Fra Edvardsen, Eikrem et al., innsendt V. fascima er variabel i størrelse og form (LM)

21 Verrucophora fascima i elektronmikroskop lang fl. hår to flageller: en lang med tynne hår og en kort glatt kort fl. Fra Edvardsen, Eikrem et al., innsendt.

22 ultrastruktur beltelamell tynnsnitt av Verrucophora fascima mange kloroplaster (Ch) Py pyrenoide i kloroplasten (Py) Mu Nu Mu Ch kjerne (Nu) mucocyster (Mu) Mu 1 µm Fra Edvardsen, Eikrem et al., innsendt

23 flagellapparat Fra Edvardsen, Eikrem et al., innsendt.

24 Pigmentmønster hos V. fascima nm 440 nm 450 nm 460 nm chl c2 chl c3 chl c1 19 Butanoyloxyfucoxanthin Fucoxanthin Diatoxanthin-like β,β Carotene-like chl a-like Absorbance (AU) Diadinoxanthin Diatoxanthin chl a Fra Edvardsen, Eikrem et al., innsendt Time (min

25 fylogeni SSU+LSU rdna Mr Bayes (Fra Edvardsen, Eikrem et al., innsendt)

26 fylogeni SSU rdna fylogeni med Mr Bayes Fra Edvardsen, Eikrem et al., innsendt

27 konklusjoner Molekylærfylogenetiske analyser viser at Verrucophora fascima hører til klassen Dictyochophyceae, og har Chattonella verruculosa og Florenciella parvula som nærmeste slektinger morfologi, ultrastruktur og pigmentsammensetning støtter dette vi foreslår navnet Verrucophora fascima sp. gen. nov. for denne flagellaten Chattonella verruculosa er en nærbeslektet art som må få nytt navn Vi foreslår opprettelse av orden Florenciellales (Dictyochophyceae) som inkluderer artene V. fascima, C. verruculosa og F. parvula

28 Har vi nådd målene? Ja, vi har fått ny viten, nye doktorgrader, publikasjoner og internasjonale relasjoner men.. Flere prosjekter pågår fortsatt og mange resultater er ennå ikke publisert Det er derfor for tidlig å trekke noen endelige konklusjoner når det gjelder kvantiteter