clara cardel ú s , evaristo v á zquez, imelda ontoria, jordi felipe & pep gasol
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Campañas EFLUBIO - Resultados µBiólogos - Institut de Ciències del Mar. Clara Cardel ú s , Evaristo V á zquez, Imelda Ontoria, Jordi Felipe & Pep Gasol. Objetivos iniciales:. • Parte A a.1 Distribuci ó n espacial y vertical del picoplancton - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Clara Cardelús, Evaristo Vázquez, Imelda Ontoria,
Jordi Felipe & Pep Gasol
Campañas EFLUBIO - Resultados
µBiólogos - Institut de Ciències del Mar
Objetivos iniciales:
• • Parte AParte A a.1 Distribución espacial y vertical del picoplancton fotosintético (Prochlorococcus, Synechococcus,
picoeucariotas) heterotrófico (bacterias)
a.2 Grado de actividad bacteriana (sondas fisiológicas)
• • Parte BParte B b1. Estimas de producción bacteriana b2. Estimas de Respiración bacteriana, eficiencia de
crecimiento, y demanda de carbono b3. Limitación de la actividad bacteriana por nutrientes
(miniensayos)
• • Parte CParte C Diversidad bacteriana (DGGE)
Objetivos reales (debido a los recortes):
• • Parte AParte A a.1 Distribución espacial y vertical del picoplancton fotosintético (Prochlorococcus, Synechococcus,
picoeucariotas) heterotrófico (bacterias)
a.2 Grado de actividad bacteriana (sondas fisiológicas)
• • Parte BParte B b1. Estimas de producción bacteriana b2. Estimas de Respiración bacteriana, eficiencia de
crecimiento, y demanda de carbono b3. Limitación de la actividad bacteriana por nutrientes
(miniensayos)
• Parte CParte C Diversidad bacteriana (DGGE)
Datos que se presentan:
• • Parte AParte A a.1 Distribución espacial y vertical del picoplancton fotosintético (Prochlorococcus, Synechococcus,
picoeucariotas) heterotrófico (bacterias)
a.2 Grado de actividad bacteriana (sondas fisiológicas)
• • Parte BParte B b1. Estimas de producción bacteriana b2. Estimas de Respiración bacteriana, eficiencia de
crecimiento, y demanda de carbono (hay que rehacer cálculos) b3. Limitación de la actividad bacteriana por nutrientes
(miniensayos)
• Parte CParte C Diversidad bacteriana (DGGE)
• • Parte AParte A a.1 Distribución espacial y vertical del picoplancton fotosintético (Prochlorococcus, Synechococcus,
picoeucariotas) heterotrófico (bacterias)
Situaciones:T (tardor) Sept.PN (primavera, Norte) 5012PS (primavera, Sur) 1610
a1. Picofitoplancton (fito < ~3 µm)
• Contribución alta a PP y BM algas en oligotrofia• Estructura (i.e. distrib. en tipos) es función de temperatura y grado trófico.
• por tanto: Indicadores del grado trófico• también estimamos su contenido en pigmento por célula:• Indicadores de la estabilidad de la columna de agua
Agawin et al. 2000. L&O 45: 591
90° light scatter (SSC, RALS) Orange fluorescence
Red
flu
ore
scence
90° light scatter (SSC, RALS)
Orange fluorescence
Red
flu
ore
scence
Red
flu
ore
scence
Picoeukaryotes2-5 µm ?Ex. Micromonas
Prochlorococcus
Synechococcus
a1. Picofitoplancton (fito < ~3 µm) detección por citometría de flujo
10 100 1000 104 105 106
0
20
40
60
80
100
120
140
T, stn. #4
SynProcPeuk
Picophytoplankton abundance (ml-1)
Depth
10 100 1000 104 105 106
0
20
40
60
80
100
120
140
PS, cast #152
SynProcPeuk
Picophytoplankton abundance (ml-1)
Depth
10 100 1000 104 105 106
0
20
40
60
80
100
120
140
PN, cast#108
SynProcPeuk
Picophytoplankton abundance (ml-1)
Depth
• Presencia de Prochlorococcus en otoño• aprox. 2 veces más picoeucariotas en primavera• Menor estratificación en el Norte• Más Synechococcus en el Sur
a1. Picofitoplancton (fito < ~3 µm) una estación de cada situación
Prochlorococcus
1000 104 105
0
50
100
150
200
T
Synechococcus abundance (ml-1)
Dep
th (
m)
Sólo en otoño, máximo profundo a 50-70 metros
todos los datosa1. Picofitoplancton (fito < ~3 µm)
1000 104 105
0
50
100
150
200
T
Synechococcus abundance (ml-1)
Dep
th (
m)
1000 104 105
0
50
100
150
200
PN
Synechococcus abundance (ml-1)
1000 104 105
0
50
100
150
200
PS
Synechococcus abundance (ml-1)
Synechococcus
todos los datosa1. Picofitoplancton (fito < ~3 µm)
• Menor estratificación en profundidad en T• Descenso con Z en PN
Picoeucariotas
100 1000 104
0
50
100
150
200
T
Synechococcus abundance (ml-1)
Dep
th (
m)
100 1000 104
0
50
100
150
200
PN
Synechococcus abundance (ml-1)
100 1000 104
0
50
100
150
200
PS
Synechococcus abundance (ml-1)
todos los datosa1. Picofitoplancton (fito < ~3 µm)
• Máximo profundo en T• Más en P, pocas diferencias entre PN y PS
Contenido relativo de pigmento= estratificación
a1. Picofitoplancton (fito < ~3 µm)
0.1 1 10 100
0
20
40
60
80
100
120
140
T, stn #4
SynechococcusProchlorococcusPicoeukaryotes
Relative Red pigment content
Depth
mezclado
T
Contenido relativo de pigmento= estratificación
a1. Picofitoplancton (fito < ~3 µm)
0.1 1 10 100
0
20
40
60
80
100
120
140
PN, Stn. #108
SynechococcusProchlorococcusPicoeukaryotes
Relative Red pigment content
Depth
0.01 0.1 1 10 100
0
20
40
60
80
100
120
140
PS, Stn #152
SynechococcusProchlorococcusPicoeukaryotes
Relative Red pigment content
Depth
• Synechococcus en PN, menor estrat que en PS
0 5 10 15 20 25
0
20
40
60
80
100
120
140
Data 18
FL3 Syn
Relative pigment content (Synechococcus)
Depth (m)
0 0.5 1 1.5 2
0
20
40
60
80
100
120
140
Data 18
FL3 Proc
Relative pigment content (Synechococcus)
Depth (m)
Contenido relativo de pigmento= estratificaciónTODOS los puntos
a1. Picofitoplancton (fito < ~3 µm)
Synechococcus Prochlorococcus
• Azul, P Naranja, T
00 .511 .5202 04 06 08 01 0 01 2 01 4 0Da ta 1 8F L 3 S y n
Contenido relativo de pigmento= estratificaciónTODOS los puntos
a1. Picofitoplancton (fito < ~3 µm)
0 0.5 1 1.5 2
0
20
40
60
80
100
120
140
Data 18
FL3 Syn
Relative pigment content (Synechococcus)
Depth (m)
Synechococcus
Blue, PN
Purple, PS
a1. Bacterias (~heterotróficas)
All BT
%HNA
2 105 4 105 6 105 8 105 1 106 1.2 106 1.4 106 1.6 106 1.8 106
0
20
40
60
80
100
120
140T, stn #3
Dep
th
20 40 60 80 100% HNA
2 105 4 105 6 105 8 105 1 106 1.2 106 1.4 106 1.6 106 1.8 106
PN, stn #125
Bacterial abundance (ml-1)
20 40 60 80 100
2 105 4 105 6 105 8 105 1 106 1.2 106 1.4 106 1.6 106 1.8 106
PS, stn #133
20 40 60 80 100% HNA
Una estación de cada situación
• T, + estratificado• PN más bacterias que en PS, y más activas.• OJO ! sólo en estaciones 133 a 143 (no en 144-155)
a1. Bacterias (~heterotróficas) Todos los puntos
105 106 107
0
50
100
150
200 T
Bacteria (ml-1)
Dep
th (
m)
105 106 107
PN105 106 107
PS
• Patrón distinto en T y PN• PS ? una situación no homogénea
a1. Bacterias (~heterotróficas) Todos los puntos
30 40 50 60 70 80 90 100
0
50
100
150
200T
Dep
th (
m)
30 40 50 60 70 80 90 100
PN
% HNA bacteria
30 40 50 60 70 80 90 100
PS
• Patrón distinto en T y PN• PS ? una situación no homogéneaídem:
• • Parte AParte A a.2 Grado de actividad bacteriana (sondas fisiológicas)
Situaciones:T (tardor) Sept.PN (primavera, Norte) 5012PS (primavera, Sur) 1610
Además del %HNA (% de bacterias con alto contenido en ácidos nucleicos), y que puede indicar el grado de actividad de las bacterias, también medimos las células CTC+ (células que tienen un sistema de transporte electrónico MUY activo: que respiran mucho).
A cada célula, además, se le puede asociar un valor (relativo) de respiración: el conjunto de estos valores es una estima de Respiración Bacteriana (funcionó en Impresión…)
a2. Grado de actividad de las bacterias Todos los puntos
0 2 104 4 104 6 104 8 104 1 105 1.2 105 1.4 105
0
50
100
150
200
CTC+ bacteria (ml-1)
Dep
th (
m)
0 2 104 4 104 6 104 8 104 1 105 1.2 105
“Respiration”
TPNPS
• Céls muy activas, PS ~ T > PN• estima de respiración bacteriana, PS >> PN > T
• • Parte BParte B B.1 Estimas de producción bacteriana
Medición con leucina tritiada. Estima de BP confactores de conversión de otras campañas en elMediterráneo.
Respiración bacteriana, estima con muestra filtraday descenso de oxígeno en 48 h. Hay pocos puntosExtrapolación a otras muestras mediante regresión
Demanda bacteriana de C DBC = BP + BREficiencia de crecimiento BGE = BP/ DBC
no se presenta aquí
b1. Producción heterotrófica bacteriana Una estación por situación
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
0
20
40
60
80
100
120
140
T, stn#4
PB
Dep
th
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
PN, stn 102
Bacterial production (µgC l-1 d-1)
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
PS, stn 143
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
P/B
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
Growth rate (d-1)0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
• Total production, PN > T ~ PS
• Cell growth, PN >> T PS
b1. Producción heterotrófica bacteriana Variabilidad entodos los datos
0.1 1 10
0
50
100
150
200
T
Dep
th (
m)
0.1 1 10
PN
Bacterial production (µgC l-1 d-1)
0.1 1 10
PS
• Total production, PN > PS, T muy variable
b1. Producción heterotrófica bacteriana Variabilidad entodos los datos
0.01 0.1 1 10
0
50
100
150
200
T
Dep
th (
m)
0.01 0.1 1 10
PN
Bacterial growth rate (d-1)
0.01 0.1 1 10
PS
• Bacterial growth, PN >> PS > T
b3. Microensayos de limitación de la actividad bacteriana
10
100
1000
K N P C CP CPN
Eflubio 3 (09/2004), stn#2, 35 m
Bacterial activity (pmol Leucine L
-1 h
-1)
Treatment (additions)
Adiciones de nutrientes (C como glucosa, N comoamonio, P como fosfato) en pozillos con muestra y medición de la actividad bacteriana a las 24 h.
Se hicieron 13 en Efl 3 a ≠ Z
Ej. Limitación primaria por P, ysecundaria por C
*
**
b3. Microensayos de limitación de la actividad bacteriana
• Efl 3: limitación mayoritaria por P, con mucha colimitación con C• P en superfície, C en máximo CHL y en mesopelágico
Primary limitation Secondary limitation st. 2 5 m P N - Cst. 2 20 m P Cst. 2 35 m P Cst. 2 50 m C-Pst. 2 68 m P Cst. 2 100 m C Pst. 3 5 m P Cst. 3 50 m C-P-Nst. 3 70 m P Cst. 3 200 m C-Pst. 3 500 m C Pst. 3 1000 m P C
Conclusiones ?
• Hay diferencias entre las tres situaciones en estructura de la comunidad de picofitoplancton• … que reflejan entre otras cosas el grado de
estratificación• Las bacterias también muestran diferencias
entre zonas, con más actividad no necesariamente
donde hay más células• Zona PS parece no ser muy homogénea (o los
datos tienen problemas)• Más producción en PN, más respiración en PS• Limitación por P (y C) en Efl 3