Dyphavs encellede organismer som miljøindikatorer

Foraminifera gir innsikt i økosystemet i dyphavet

Foraminifera Eberhard-Karls-Universit t T bingen
lese høyt

Encellede organismer som har levd på dypt havsmark siden jordalden, såkalt benthic foraminifera, gjør det mulig å trekke konklusjoner om miljøforholdene på det tidspunktet og bidra til en bedre forståelse av dyphavets økosystem i dag. Tübingen-biologen Petra Heinz
har studert levekårene for bentisk foraminifera gjennom laboratorietester og i dyphavet, 4000 meter under havet.

De er små. Noen av dem er knapt synlige for det blotte øye, mens andre knapt er større enn 30 mikron. Vi snakker om bentisk dyphavsforaminifera, om encellede organismer som lever på og i de øvre lagene på dyp havbunnen. Der, noen steder, utgjør de mer enn halvparten av biomassen.

Som fossile funn viser, har mange foraminifera-arter eksistert siden kambrium, så i omtrent 544 millioner år. Fra deres nåværende levekår og spesielt fra påvirkning fra miljøforhold på dagens foraminifera faunas, er det mulig å trekke konklusjoner om miljøforholdene på stedet for fossilene i løpet av deres levetid. Dette er like interessant for paleontologer og biologer, fordi lite er kjent om det viktige økosystemet på dyphavet.

Oksygen avgjørende

Biologen Petra Heinz fra Institute of Geosciences ved University of Tübingen har gjort det til sitt oppdrag å forske på foraminiferaene som fortsatt lever i dag. Petra Heinz har vært involvert flere ganger i feltundersøkelser på de forskjellige havene, for eksempel Arabian Sea: "Arabian Sea er spesielt godt egnet til å undersøke påvirkningen av miljøforhold på Forams, som jeg kaller dem. Det er sterke sesongforskjeller og forskjellige forhold på et lite rom. "

Med en sterk økning av det organiske materialet på havbunnen, for eksempel som et resultat av en algeoppblomstring, reduseres oksygenkonsentrasjonen fordi det kommer til Zehrungsprozessen nedbrytningen av materialet. De fleste encellede organismer trenger oksygen for å overleve, men noen arter tåler lavere nivåer av oksygen og kan utnytte den høye næringstilførselen godt. Botnisk foraminifera er derfor en god indikator for å undersøke "biogeokjemisk masse- og energitransport på dyphavet", slik tilfellet er i forskningsprosjektet med samme navn, "BIGSET". utstilling

Fra det tyske forskningsskipet tok R / V Sonne Petra Heinz etter nordøst-monsunprøvene fra 3.000 til 4.000 meters dyp på flere stasjoner. Noen ble påvirket av monsunen og den økte algenproduksjonen forårsaket av den, andre ble ikke påvirket. Ved evaluering av prøvene fant hun at økte nivåer av foraminifera korrelerte med økt matinntak i monsun-berørte områder. Derimot var artssammensetningen og vertikal fordeling av foraminifera i dyp havbunnen relativt konstant. Den nordøstlige monsunen så ut til å ha stor innvirkning på befolkningstettheten til bentisk foraminifera.

Bare hvilke av monsunfaktorene utløser disse reaksjonene i enhetscellene? Og hvordan spiller de sammen? "For å finne ut det, er det nødvendig med laboratorietester fordi det er mulig å regulere oksygeninnhold og matinntak uavhengig av hverandre. Under naturlige forhold endres begge parametere vanligvis samtidig, forklarer Petra Heinz. Hennes prøver ble dyrket av Petra Heinz og hennes kollega Emmanuelle Geslin i spesielle akvarier. Etter å ha endret enten oksygen- eller matinntaket, undersøkte de tettheten og artssammensetningen til foraminifera og deres vertikale fordeling i dyphavet eller i akvariet. Det viste seg at fremfor alt oksygen påvirker den vertikale fordelingen.

Fra versuche av nedsenkbar

Svært lite er kjent om viktigheten av metabolismen av bentisk foraminifera for karbonbalansen i havet. Hvor mye mat i form av organiske karbonforbindelser tar de opp? Hva er din plass i matveien på dyphavet? Petra Heinz kommer også til bunns i disse spørsmålene, i ordets sanneste forstand. I samarbeid med japanske forskere fra Institute for Frontier Research on Earth Evolution (IFREE) i Yokosuka, undersøkte hun matinntaket av foraminifera gjennom eksperimenter på stedet, nemlig i bunnen av Sagami Bay i sentrale Japan 1000 meters dyp.

For sine eksperimenter har forskerne tidligere merket alger av arten Dunaliella tertiolecta ved en berikelse med 13C karbon. Disse algene ble brakt til havbunnen ved hjelp av en dykkebåt. For dette brukte de spesielle fartøyer, som inkluderte en del av havbunnen med foraminiferaen deri. De undersøkte deretter disse sedimentene og foraminifera med forskjellige tidsintervaller på to timer til seks dager for deres 13C-innhold.

Det viste seg at foraminiferaen kommer veldig fort på maten. Etter bare to dager hadde de fleste av de testede artene konsumert betydelige mengder av den tilsatte algen. Som sluttbrukere spiller de dermed en viktig rolle i sedimentasjonen av dyp havbunnen så vel som for karbonmetabolismen i havet. Følgelig er bentisk foraminifera ikke bare en indikator på klima- og miljøforholdene for millioner av år siden, men selv da, som nå, en innflytelsesrik faktor i samhandlingsnettverket til det marine økosystemet.

(Eberhard-Karls-Universit t T bingen, 15.04.2004 - NPO)