Hoppa direkt till innehållet
printicon
Huvudmenyn dold.
Publicerad: 01 sep, 2016

Oanad mångfald bland cyanobakterier

NYHET Varje år möts vi av rubriker i tidningarna om besvärliga blomningar av cyanobakterier. Problemen kopplas till att Östersjön är övergödd, och i takt med att klimatet förändras spås problemen bli ännu värre. Historien visar att cyanobakterierna verkar ha en stor förmåga att anpassa sig till en föränderlig miljö. Men vad styr egentligen cyanobakteriernas blomningar? Hur kan de vara så anpassningsbara? … och är den så kallade algsoppan så homogen som vi trott? En grupp med EcoChange-forskare bestämde sig för att undersöka saken närmare.

Cyanobakterier är bakterier, men har fotosyntes precis som växtplankton. De är större än andra bakterier, och de kan leva antingen som encelliga organismer, som trådformiga filament eller bilda kolonier. I havsvatten är cyanobakterier en naturlig del av ekosystemet, bidrar avsevärt till den totala primärproduktionen, och tillhör världens mest anpassningsbara organismer.

De filamentösa cyanobakterierna i Östersjön har förmågan att fixera luftens kväve, och tillför därigenom nytt kväve till ekosystemet. I akvatiska ekosystem orsakar de problem under sommaren, då de på kort tid tillväxer kraftigt till stora populationer. Att vissa arter dessutom producerar gifter förvärrar förstås problemen.

Förändringar i blomningarna

De senaste årtiondena har blomningarna av cyanobakterier ökat, och blomningarna börjar också tidigare än förut. Förändringarna har kopplats till såväl övergödning som klimatförändringar, men man vet ändå inte exakt vad som reglerar tillväxten. En forskargrupp inom forskningsprogrammet EcoChange bestämde sig för att gräva djupare i detta, och gav sig ut till sjöss i Kalmarsund och i området norr om Öland. Under två år, från april till oktober, samlades vattenprover in i transekter från kusten till det öppna havet.

Filamentösa kolonier eller enstaka celler

Cyanobakterierna i Östersjön uppträder antingen som trådformiga filament, som kolonier, eller som enstaka celler. De filamentösa arterna har förmågan att fixera luftens kväve, vilket ger dem en fördel framför andra växtplankton. En del av dessa producerar gifter, och orsakar därigenom problem i miljön. De blommar kraftigt under sommaren i Östersjön, speciellt i de södra och mellersta delarna av Östersjön. Vid lugnt väder flyter de blommande cyanobakterierna upp till ytan i stora sjok.

Olika strategier för övervintring

Aphanizomenon sp. är den vanligast förekommande filamentösa cyanobakterien i Östersjön. I den här studien återfanns den i vattnet året runt, och sommartid dominerade den planktonsamhället. Nodularia spumigena, även den vanligt förekommande, återfanns bara under sommaren i denna studie. Resultaten tyder på olika strategier för övervintring – medan Aphanizomenon sp. verkar leva i vattnet året runt så övervintrar Nodularia spumigena troligtvis nere i havsbottnarnas sediment. Dolichospermum sp., även den vanligt förekommande, verkar också övervintra i sedimenten. Både Nodularia spumigena och Dolichospermum sp. kan producera gifter under sina blomningar. De encelliga cyanobakterierna fanns i vattenproverna året runt.

Oanad mångfald

Cyanobakterierna, framförallt de encelliga, är svåra eller omöjliga att bestämma till artnivå med mikroskop, och kunskapen om mångfalden inom gruppen har varit mycket begränsad. EcoChange-forskarna kompletterade okulära undersökningar med molekylära analyser, för att få en bättre bild av den taxonomiska mångfalden och variationen vad gäller olika livsstrategier. Med hjälp av gensekvensering uppdagades en oanat stor och tidigare okänd diversitet - över femhundra olika typer av cyanobakterier fanns i proverna. Detta förklarar antagligen cyanobakteriernas stora förmåga att frodas i en föränderlig miljö.

Salthalt, temperatur och interaktioner

Så, vad är det då som reglerar cyanobakteriernas tillväxt? De massiva blomningarna kopplas ofta samman med vattnets näringsinnehåll, och övergödningen i Östersjöns vatten har en påverkan på blomningarnas omfattning. Men i denna studie visade sig salthalt och temperatur kunna förklara större delen av variationerna i cyanobakteriesamhällena. Såväl salthalt som temperatur förväntas förändras i framtiden som en effekt av klimatförändringarna. Resultaten från denna studie kan därför bli viktiga för framtida miljöåtgärder i Östersjöområdet.

De encelliga cyanobakterierna blommade i anslutning att de filamentösa cyanobakteriernas blomningar, vilket antyder att de interagerar med varandra. Kanske kan de encelliga nyttja läckaget från de filamentösa cyanobakteriernas blomning.

Opportunister gynnas

I framtiden kommer temperaturen öka och salthalten minska i Östersjön, som en effekt av klimatförändringarna. Med all säkerhet kommer detta att påverka sammansättningen av cyanobakteriesamhällena, och därigenom hela ekosystemet. Resultaten från denna studie pekar mot att de predikterade förändringarna kommer att gynna de opportunistiska filamentösa cyanobakterierna, såsom den giftiga Nodularia spumigena. Resultaten behöver konfirmeras med ytterligare studier, för att få en säkrare bild av framtida förändringar i Östersjöns ekosystem.

Article in English

Publikationen:

Bertos-Fortis, M., Farnelid, H.M., Lindh, M.V., Casini, M., Andersson, A., Pinhassi, J., Legrand, C,. Unscrambling Cyanobacteria Community Dynamics Related to Environmental Factors. Frontiers in Microbiology 2016 May 9;7:625. doi: 10.3389/fmicb.

Foto: Emil Fridolfsson

För mer information, kontakta gärna:

Mireia Bertos-Fortis, doktorandLinnéuniversitetet, Kalmar0480-44 61 61
mireia.bertos.fortis@lnu.se

Redaktör: Kristina Viklund