Johan Wikner

Marina bakteriers roll för uppkomsten av syrefria havsområden och produktion av koldioxid

Min forskning inriktar sig på att förstå vad som kontrollerar bakterieplankton: tillväxt, respiration och förekomst i havet. Det har relevans för hur naturligt organiskt material bryts ner, syre konsumeras och olika ämnen omvandlas i biosfären. Speciellt intresserar jag mig för hur ämnen från älvar och vattendrag påverkar bakteriernas aktivitet i havsmiljön.

Ett projekt försöker mäta hur stor bakterieplanktons underhållsrespiration är i naturliga miljöer, hur den varierar mellan olika typer av födosubstrat och arter. Vi vill också förstå hur stor basalrespirationen är av den totala, och vilka konskvenser detta har för vad som bestämmer syresituationen och produktionen av koldioxid i havet.

Ett annat projekt studerar storleken på respirationen i Östersjön, vad som styr dess hastighet och vilken kontrollerande betydelse tillförsel av kol från älvar och vattendrag har.

Tidsserier från miljöövervakningsprogram används för att förstå vad som kontrollerar bakteriell tillväxt och respiration på långa tidskalor. Där ingår också bedömning av klimatförändringars inverkan på bakteriell aktivitet och förekomst.

Jag utför också miljöanalys av Bottniska viken för den nationella marina tillståndbeskrivningen Havet 20YY.

Kontakta mig för examensarbete inom dessa områden.

Läs mer på Umeå Marina Forskningscentrum.

Forskningsområde
Marin ekologi

Forskningsprojekt
Klimatrelaterad reglering av biologisk syrekonsumtion i Östersjön

Betydelse av bakteriell respiration för marin syrekonsumtion och CO2-emission

Syrefria bottnar i kusthavet och ökad emission av CO2 till atmosfären utgör prioriterade hotbilder mot biosfären idag. Respirationen hos bakterieplankton står för mer än 50 procent av flödet av kol och syre i akvatiska system. Ökad förståelse av hur bakteriell respiration regleras är därför nödvändigt för att kunna utveckla bra modeller för den marina kol- och syrecykeln. Dessa utgör grunden för åtgärder mot syrefria bottnar och bedömning av människans roll för CO2 balansen i atmosfären.

Projektet berör följande frågeställningar:

• Är tillväxt effektiviteten hos bakterieplankton en funktion av näringsstatus?
• Påverkar energiinnehåll och förhållande mellan kol, kväve och fosfor i substratet tillväxteffektiviteten?
• Står underhållsenergin hos bakterieplankton för en betydande del av cellandningen i djuphavet?
• Hur stor andel av sedimenterade material mineraliseras och upplöses i den afotiska vattenpelaren?
• Regleras bakterieplankton dynamiken av stora meteorologiska företeelser som den nordatlantiska oscillationen?

Arbetet omfattar både fältstudier ombord på forskningsfartyg till havs och experimentellt arbete i laboratoriet, främst vid Umeå Marina Forskningscentrum. Metodologi utgörs av moderna tekniker för bestämning av bakterieplankton, cryo-elektronmikroskopi, DNA sekvensering och bioinformatik, biokemiska metoder för tillväxtskattningar in situ, analyser genuttryck med mRNA, separationstekniker med ultrafiltrering, syreförbrukning med optode-teknik och CO2-emissions bestämningar. Kemostater används som experimentellt system för vissa frågeställningar. Som utvärderingsverktyg används UMFs databas (SQL-språk) och statistikmjukvaran SPSS.