Home About Browse Search
Svenska


Drivers and food web effects of Gonyostomum semen blooms

Johansson, Karin S. L. (2013). Drivers and food web effects of Gonyostomum semen blooms. Diss. (sammanfattning/summary) Uppsala : Sveriges lantbruksuniv., Acta Universitatis agriculturae Sueciae, 1652-6880 ; 2013:52
ISBN 978-91-576-7843-0
[Doctoral thesis]

[img]
Preview
PDF
975kB

Abstract

The flagellate Gonyostomum semen forms dense late-summer blooms in humic lakes and is a nuisance to swimmers because it forms a slimy coat on the skin, causing irritation in sensitive individuals. Increasing occurrence and bloom incidence of G. semen has been reported during recent decades, but it is not clear which factors affect the distribution and bloom formation of this alga. Large cell size, ejection of long, slimy threads (trichocysts), and nighttime migration to the hypolimnion may limit grazing on G. semen by herbivorous zooplankton, resulting in a decreased coupling between phytoplankton and higher trophic levels during blooms. The studies included in this thesis investigate which factors affect G. semen occurrence and bloom formation and how G. semen blooms affect the community composition and trophic interactions in boreal, humic lakes.

The occurrence of G. semen has increased between 1995 and 2010, especially in southern Sweden. Bloom incidence and total biomass did not increase continually, but fluctuated among years and peaked in the middle of the study period. Temperature and length of the growing season affected the occurrence and, to a lesser extent, bloom formation of G. semen, but local factors such as pH and water colour were more important for bloom formation. More lakes may become suitable habitats with the ongoing increase in water colour and increasing temperatures may result in a more frequent occurrence and bloom formation of G. semen.

Blooms resulted in a shift in zooplankton assemblages toward predominance by small cladocerans, which were not able to feed on G. semen but instead fed more on heterotrophic food resources, supporting the hypothesis of a reduced coupling between phytoplankton and zooplankton. Zooplankton assemblages predominated by small animals feeding on low-quality resources may reduce the food quality for planktivorous fish. Instead, the invertebrate predator C. flavicans appeared to benefit from G. semen blooms, as indicated by its high abundance in bloom-lakes. Calanoid copepods and a large cladoceran fed efficiently on G. semen in the laboratory, indicating that there is, however, some trophic coupling between G. semen and higher trophic levels. This supports the use of biomanipulation of fish communities for controlling G. semen blooms.

Authors/Creators:Johansson, Karin S. L.
Title:Drivers and food web effects of Gonyostomum semen blooms
Alternative abstract:
LanguageAbstract
Swedish

Algen gubbslem (Gonyostomum semen) bildar intensiva blomningar i humösa sjöar under sensommaren, då den kan utgöra över 95 % av den totala växtplankton¬biomassan. Gubbslem orsakar besvär för personer som badar eftersom den bildar ett slemmigt lager på huden som kan orsaka hudirritation hos känsliga individer. Flera studier har rapporterat om ökande förekomst och blomningsfrekvens av gubbslem under de senaste årtiondena, men det är inte klarlagt vilka miljöfaktorer som gynnar förekomst och blomning av algen. Gubbslemmets stora cellstorlek i kombination med att cellerna kan skicka ut långa slemmiga trådar (trichocyster) och att algen migrerar till hypolimnion på natten kan minska betningstrycket från djurplankton och leda till att flödet av energi och näringsämnen till högre trofinivåer minskar. Studierna som ingår i den här avhandlingen har undersökt vilka miljöfaktorer som bäst förklarar förekomst och blomningar av gubbslem och hur algen påverkar samhällsstruktur och födointeraktioner i boreala, humösa sjöar.

Resultaten visar att antalet sjöar där gubbslem förekommer har ökat under perioden 1995–2010, speciellt i södra Sverige. Antalet blomningar och den totala biomassan av gubbslem ökade däremot inte utan varierade mellan åren och nådde en topp under mitten av perioden. Temperatur och tillväxtsäsongens längd var viktiga faktorer för förekomsten av gubbslem och i mindre utsträckning för bildandet av blomningar. Lokala faktorer som pH och vattenfärg var dock viktigare för att blomningar skulle uppstå, vilket tyder på att gubbslem har vissa habitatkrav som måste vara uppfyllda för att blomningar ska kunna bildas. Den pågående ökningen av vattenfärg och stigande temperaturer kan göra att fler sjöar blir lämpliga habitat för gubbslem, att vi oftare kommer att hitta gubbslem i våra sjöar och att antalet blomningar kommer att öka.

Blomningar av gubbslem ledde till att djurplanktonsamhällena dominerades av små cladocerer. De kan inte äta gubbslem utan åt istället mer heterotrofa födokällor (bakterier eller heterotrofa protister), vilket stöder hypotesen om en minskad koppling mellan växt- och djurplankton under blomningar av gubbslem. Ett djurplanktonsamhälle dominerat av små djur med en diet som till stor del består av lågkvalitativa födoresurser kan utgöra en dålig resursbas för planktivora fiskar. Däremot tyder stora antal av den rovlevande tofsmygglarven Chaoborus flavicans i blomningssjöar på att denna predator gynnas av gubbslemsblomningar.

Det fanns trots allt några djurplanktonarter som kunde äta gubbslem – calanoida copepoder och en stor cladocerart. Detta tyder på att blomningar av gubbslem skulle kunna kontrolleras genom biomanipulation av fisksamhällen.

Series/Journal:Acta Universitatis agriculturae Sueciae (1652-6880)
Year of publishing :2013
Volume:2013:52
Number of Pages:53
Papers/manuscripts:
NumberReferences
I.Trigal C, Hallstan S, Johansson KSL, Johnson RK (2013). Factors controlling occurrence and bloom formation of the nuisance flagellate Gonyostomum semen in boreal lakes. Harmful Algae In press.
II.Johansson KSL, Trigal C, Vrede T, Johnson RK (2013). Community structure in boreal lakes with recurring blooms of the nuisance flagellate Gonyostomum semen. Aquatic Sciences DOI 10.1007/s00027-013-0291-x
III.Johansson KSL, Vrede T, Lebret K, Johnson RK (2013). Zooplankton feeding on the nuisance flagellate Gonyostomum semen. PLOS ONE 8(5)
IV.Johansson KSL, Trigal C, Vrede T, van Rijswijk P, Goedkoop W, Johnson RK. Algal blooms induce shifts in basal food resources for consumers in boreal lakes – evidence from fatty acid biomarkers. (manuscript).
Place of Publication:Uppsala
Publisher:Institutionen för vatten och miljö, Sveriges lantbruksuniversitet
ISBN for printed version:978-91-576-7843-0
ISSN:1652-6880
Language:English
Publication Type:Doctoral thesis
Full Text Status:Public
Agris subject categories.:M Aquatic sciences and fisheries > M40 Aquatic ecology
T Pollution > T01 Pollution
Subjects:(A) Swedish standard research categories 2011 > 1 Natural sciences > 106 Biological Sciences (Medical to be 3 and Agricultural to be 4) > Ecology
Agrovoc terms:algae, mastigophora, plankton blooms, food chains, zooplankton, lakes, benthic environment, invertebrates, sweden
Keywords:algal blooms, Raphidophyceae, trophic interactions, food webs, PUFA, bacteria, heterotrophic protists, zooplankton, benthic invertebrates
URN:NBN:urn:nbn:se:slu:epsilon-e-1473
Permanent URL:
http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:slu:epsilon-e-1473
ID Code:10460
Department:(NL, NJ) > Dept. of Aquatic Sciences and Assessment
External funders:Swedish Agency for Marine and Water Management
Deposited By: Karin S.L. Johansson
Deposited On:21 May 2013 15:11
Metadata Last Modified:13 Dec 2014 19:06

Repository Staff Only: item control page

Downloads

Downloads per year (since September 2012)

View more statistics

Downloads
Hits