Tilbake til søkeresultatene

MARINFORSK-Marine ressurser og miljø

Response of pelagic food webs to warmer, acidified oceans

Tildelt: kr 4,7 mill.

I dette prosjektet skal vi utføre en kombinasjon av laboratorieforsøk og større skala økosystemtilnærminger for å teste hypoteser som at CO2-indusert forsuring, ved oppvarming, vil resultere i en forskyvning av autotrofe planktonsamfunn som favoriserer mindre flagellaten-arter heller enn store kiselalger, samt at forsuring og oppvarming vil favorisere gelatinøst plankton, noe som resulterer i økt overføring av autotrof produksjon til den mikrobielle sløyfen. Vi konsentrerer vårt arbeid mot en modell gelé-planktonisk organisme, Oikopleura, som har en pan-global distribusjon og spiller viktige roller i marine pelagiske økosystemer og i globale vertikale karbonkretsløp. Særlig kan appendicularian dyreplankton sin respons på klimaendringer gi betydelige økosystem-implikasjoner, da de kan endre biogeokjemisk sykling sammenlignet med klassiske copepode-dominerte næringskjeder. Appendicularians sin respons på ulike klimadrivere og effekten på karbonsykling er imidlertid fortsatt ikke godt forstått. Her undersøkte vi i mesokosmer hvordan gelé dyreplankton (appendicularians) påvirker karbon sykling av marine næringsnett under forhold spådd av fremtidige klimascenarier. Appendicularians hadde gode resultater i varmere forhold og dro fordel av lave pH-nivåer, noe som i sin tur forandret retning av karbonmengde. Økt appendicularians fjernet partikler fra vannsøylen som ellers kan ernære raudåte, ved å øke karbontransport til dybde fra kontinuerlig kassering av filtreringshus og fecal pellets. For å følge opp våre mesocosm-resultater, utførte vi også mer grundige mikrokosmos-analyser. I mikrokosmos, observerte vi at den positive virkningen av OA, skyldtes økt fruktbarhet. I motsatt fall, ved økt pH ? observert for eksempel under planteplanktonoppblomstring ? fant vi redusert fruktbarhet. Oocytt-fruktbarhet og yngelutvikling var den samme under alle pH-betingelser, hvilket indikerer at den positive effekten av lavere pH-verdi på O. dioica-overflod hovedsakelig var på grunn av økt antall egg. Denne effekten var påvirket av matkvantitet- og kvalitet, noe som støtter mulig bedre fordøyelse og assimilering ved senket pH. Høyere temperatur resulterte i raskere vekst, raskere modning og tidligere reproduksjon. Dermed hadde økt temperatur og redusert pH betydelige positive virkninger på O. dioica gjennom økt fruktbarhet og forkortet generasjonstid, noe som tyder på at antatte fremtidige havforhold kan favorisere denne geleaktige dyreplanktonarten.

Atmospheric CO2 is projected to double by 2100, resulting in increased temperatures, ocean acidification (OA) and changes in the balance of marine ecosystems. While chemical effects of OA are well understood, the biological effects are less certain. Predi ctions include a shift in plankton communities towards smaller organisms, reduced carbon (C) export rates, and increased roles of gelatinous zooplankton in C cycling. Using a whole ecosystem approach we will test hypotheses that (H1) CO2 induced acidifica tion, with warming, will result in a shift of autotrophic plankton communities favoring smaller flagellate species rather than large diatoms and (H2) acidification and warming will favor gelatinous plankton resulting in increased transfer of autotrophic p roduction to the microbial loop. To address these hypotheses, we propose to conduct experiments using a multi-factorial design (CO2, temperature, presence/absence of gelatinous plankton). We will quantify and characterize autotrophic, heterotrophic, and b acterial plankton communities, growth and development rates of a model gelatinous plankter (Oikopleura dioica) and dominant copepod species, DOM production, fate, and turnover rates, as well as net microbial community respiration rates. By examining in de tail the 'microbial black box', this proposal will generate data with clear implications for international biogeochemical initiatives which seek to provide understanding of global change and consequent effects on human society. Determining how gelatinous plankton alter C flows in a high CO2 world is also important in managing commercial fisheries as yields are controlled by C bioavailability to higher trophic levels and C transfer efficiency through planktonic food webs. Combining multidisciplinary intern ational science and state of the art research facilities and approaches, provides a unique template for transformative research on impacts of OA on biologically mediated elemental flux through our changing oceans.

Budsjettformål:

MARINFORSK-Marine ressurser og miljø