Bild: Kristina Viklund
Bild: Kristina Viklund
REPORTAGE Att diversiteten av arter förväntas öka som ett resultat av klimatförändringar kan tänkas förvåna, men så verkar det vara i nordliga, grunda kustområden i Östersjön. En grundlig studie av födovävens basala delar visar en finstämd balans mellan växtplankton, mixotrofer och bakterier. En balans som förändras i klimatförändringarnas spår.
De allra minsta organismerna i havet har en fundamental roll i havets ekosystem. I en vattendroppe kan vi hitta mängder av växtplankton, cyanobakterier, bakterier och mixotrofer. Vissa kan binda koldioxid och solljus, och omvandla det till organiskt material. Andra kan bryta ner dött organiskt material, och göra näringen och energin tillgänglig för ekosystemet igen.
Vårblomning av växtplankton i Bottenhavet.
BildSiv Huseby/UMFVäxtplankton är autotrofer, vilket betyder att de kan producera organiskt material från koldioxid i atmosfären och solljus, det vill säga fotosyntes. Denna funktion, som också kallas primärproduktion, är det dominerande sättet att bygga in nytt kol och ny energi i ekosystemet. Marina växtplankton bidrar med hälften av jordklotets primärproduktion.
Mixotrofer är både djur och växter på en och samma gång – de kan både fotosyntetisera och äta andra organismer. Vid speciella förhållanden verkar de kunna konkurrera ut både autotrofer och heterotrofer, eftersom de kan ta tillvara ljus när det finns och ta upp organiska föreningar när de finns tillgängliga. Konkurrensen mellan autotrofer, heterotrofer och mixotrofer ger en balans mellan de olika typerna av organismer. En balans som lätt kan rubbas när förhållandena förändras.
Eftersom mixotrofer kan kombinera fotosyntes med att exempelvis äta bakterier, kan de få en konkurrensfördel när närings- och ljusförhållandena är sämre.
Bakterierna är heterotrofa, vilket innebär att de är oförmögna att utföra fotosyntes. Istället måste de förlita sig på primärproducenter för att få tillgång till organiska kolföreningar. Bakterierna kan nyttja lättillgängliga organiska kolföreningar som läckt ut i vattnet från växtplankton. Älvvatten och annat vatten som runnit ut i havet från land innehåller stora mängder löst organiskt material, speciellt då vattnet härrör från myrmark. Dessa kolföreningar är inte lika lättillgängliga för bakterierna som läckaget från växtplankton, men eftersom denna typ av kolföreningar finns i sånt överflöd gör de att bakterierna blir mindre beroende av läckaget från växtplankton.
Vilka mikroorganismer som växer och frodas varierar under året och för olika områden. Det är en finstämd balans mellan en rad olika faktorer som exempelvis temperatur, ljus och näring. På våren är vattnet kallt, men det finns ett överflöd av ljus och stora mängder av det annars så begränsande näringsämnet fosfor. Förhållandena gynnar stora arter av växtplankton, som kiselalger.
När näringsförrådet i vattnet töms och vattnet värms upp kommer mindre plankton att gynnas. Dessa kan vara autotrofa, mixotrofa eller heterotrofa. Dessa små plankton har en konkurrensfördel av att vara just små – de har en större yta i förhållande till sin volym än de större växtplanktonen.
De grunda kustområdena i den nordligaste delarna av Östersjön liknar mer humusrik sjöar än hav. Till skillnad från havsområden längre söderut är detta område fosforbegränsat, precis som många sjöar. Vattnet som rinner ut i havet från land är brunfärgat av de stora områdena med myrmark i avrinningsområdet. Den bruna färgen missgynnar växtplanktonen, eftersom ljusklimatet blir sämre. Bakterierna, däremot, gynnas av de stora mängderna av organiskt material som följer med vattnet.
En grupp av EcoChangeforskare har gjort en grundlig studie av vad som styr balansen mellan olika mikroorganismer i ett grunt kustområde i nordligaste delen av Östersjön. Studien visar på en succession som till viss del skiljer sig från vad som rapporterats i tidigare studier. Resultaten antyder exempelvis att diversiteten av arter kan komma att öka i dessa grunda kustområden, vilket i sin tur leder till ett mer effektivt nyttjande av de begränsade resurserna, och därigenom en högre total produktion.
Studien visar att även mixotrofer verkar gynnas av de sämre ljusförhållandena, de höga halterna av löst organiskt material och de speciella näringsförhållandena. Mixotrofer gynnades av stort inflöde av älvvatten och kväve. Den mixotrofa flagellat som dominerade var Chrysochromulina spp. Mixotroferna visade sig ha en viktig roll i födoväven i området, och deras betydelse ökade när bakterieproduktionen ökade.
Successionen under året i dessa områden skiljer sig från den längre söderut i Östersjön, visar studien. Mängden löst organiskt material i vattnet är högt på våren, vilket missgynnar de stora växtplanktonen och istället gynnar heterotrofa bakterier och mixotrofa plankton. Bakterierna överväger i början på säsongen, medan autotrofa växtplankton dominerade senare under sommaren. Primärproduktionen visade sig vara som högst under de varma sommarmånaderna, när flödet från älvarna är låga. Dessa resultat visar på stora skillnader mellan grunda, nordliga kustområden och Östersjöns utsjö.
Artikeln är tidigare publicerad i EcoChange årsrapport 2019, och baseras på följande vetenskapliga artikel: