Clara Cardel ú s , Evaristo V á zquez, Imelda Ontoria, Jordi Felipe & Pep Gasol

1. Campañas EFLUBIO -Resultados µBiólogos - Institut de Ciències del Mar Clara Cardelús, Evaristo Vázquez, Imelda Ontoria, Jordi Felipe & Pep Gasol

2. Objetivos iniciales: • Parte A a.1 Distribución espacial y vertical del picoplancton fotosintético (Prochlorococcus, Synechococcus, picoeucariotas) heterotrófico (bacterias) a.2 Grado de actividad bacteriana (sondas fisiológicas) • Parte 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 C Diversidad bacteriana (DGGE)

3. Objetivos reales (debido a los recortes): • Parte A a.1 Distribución espacial y vertical del picoplancton fotosintético (Prochlorococcus, Synechococcus, picoeucariotas) heterotrófico (bacterias) a.2 Grado de actividad bacteriana (sondas fisiológicas) • Parte 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 C Diversidad bacteriana (DGGE)

4. Datos que se presentan: • Parte A a.1 Distribución espacial y vertical del picoplancton fotosintético (Prochlorococcus, Synechococcus, picoeucariotas) heterotrófico (bacterias) a.2 Grado de actividad bacteriana (sondas fisiológicas) • Parte 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 C Diversidad bacteriana (DGGE)

5. • Parte A a.1 Distribución espacial y vertical del picoplancton fotosintético (Prochlorococcus, Synechococcus, picoeucariotas) heterotrófico (bacterias) Situaciones: T (tardor) Sept. PN (primavera, Norte) 5012 PS (primavera, Sur) 1610

6. 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

7. a1. Picofitoplancton (fito < ~3 µm) detección por citometría de flujo Red fluorescence Synechococcus Prochlorococcus Orange fluorescence 90° light scatter (SSC, RALS) Red fluorescence Red fluorescence Picoeukaryotes 2-5 µm ? Ex. Micromonas 90° light scatter (SSC, RALS) Orange fluorescence

8. a1. Picofitoplancton (fito < ~3 µm) una estación de cada situación • Presencia de Prochlorococcus en otoño • aprox. 2 veces más picoeucariotas en primavera • Menor estratificación en el Norte • Más Synechococcus en el Sur

9. 0 50 100 150 200 4 5 1000 10 10 a1. Picofitoplancton (fito < ~3 µm) todos los datos Prochlorococcus T Depth (m) Synechococcus abundance (ml-1) Sólo en otoño, máximo profundo a 50-70 metros

10. 0 0 0 50 50 50 100 100 100 150 150 150 200 200 200 4 5 4 5 4 5 1000 10 10 1000 10 10 1000 10 10 a1. Picofitoplancton (fito < ~3 µm) todos los datos Synechococcus T PN PS Depth (m) Synechococcus abundance (ml-1) Synechococcus abundance (ml-1) Synechococcus abundance (ml-1) • Menor estratificación en profundidad en T • Descenso con Z en PN

11. 0 0 0 50 50 50 100 100 100 150 150 150 200 200 200 4 4 4 100 1000 10 100 1000 10 100 1000 10 a1. Picofitoplancton (fito < ~3 µm) todos los datos Picoeucariotas T PN PS Depth (m) Synechococcus abundance (ml-1) Synechococcus abundance (ml-1) Synechococcus abundance (ml-1) • Máximo profundo en T • Más en P, pocas diferencias entre PN y PS

12. a1. Picofitoplancton (fito < ~3 µm) Contenido relativo de pigmento = estratificación T mezclado

13. a1. Picofitoplancton (fito < ~3 µm) Contenido relativo de pigmento = estratificación • Synechococcus en PN, menor estrat que en PS

14. a1. Picofitoplancton (fito < ~3 µm) Contenido relativo de pigmento = estratificación TODOS los puntos Prochlorococcus Synechococcus • Azul, P Naranja, T

15. a1. Picofitoplancton (fito < ~3 µm) Contenido relativo de pigmento = estratificación TODOS los puntos Synechococcus Blue, PN Purple, PS

16. All BT %HNA 0 20 40 60 80 100 120 140 6 5 5 5 5 5 5 5 6 5 6 6 6 6 6 6 6 6 6 5 5 5 5 6 6 6 6 2 10 4 10 2 10 2 10 4 10 6 10 4 10 6 10 8 10 6 10 8 10 1 10 8 10 1.2 10 1 10 1 10 1.4 10 1.2 10 1.2 10 1.4 10 1.6 10 1.4 10 1.8 10 1.6 10 1.6 10 1.8 10 1.8 10 100 20 20 40 40 60 60 80 80 100 20 40 60 80 100 a1. Bacterias (~heterotróficas) Una estación de cada situación % HNA % HNA Depth PN, stn #125 T, stn #3 PS, stn #133 Bacterial abundance (ml-1) • T, + estratificado • PN más bacterias que en PS, y más activas. • OJO ! sólo en estaciones 133 a 143 (no en 144-155)

17. 0 50 100 150 200 5 6 7 10 10 10 5 5 6 6 7 7 10 10 10 10 10 10 a1. Bacterias (~heterotróficas) Todos los puntos Depth (m) PS T PN Bacteria (ml-1) • Patrón distinto en T y PN • PS ? una situación no homogénea

18. 0 50 100 150 200 30 40 50 60 70 80 90 100 30 40 50 60 70 80 90 100 30 40 50 60 70 80 90 100 a1. Bacterias (~heterotróficas) Todos los puntos Depth (m) PS T PN % HNA bacteria • Patrón distinto en T y PN • PS ? una situación no homogénea ídem:

19. • Parte A a.2 Grado de actividad bacteriana (sondas fisiológicas) 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…) Situaciones: T (tardor) Sept. PN (primavera, Norte) 5012 PS (primavera, Sur) 1610

20. 0 50 Depth (m) 100 150 T PN PS 200 4 4 4 4 5 5 5 4 4 4 4 5 5 0 2 10 4 10 6 10 8 10 1 10 1.2 10 1.4 10 0 2 10 4 10 6 10 8 10 1 10 1.2 10 CTC+ bacteria (ml-1) “Respiration” a2. Grado de actividad de las bacterias Todos los puntos • Céls muy activas, PS ~ T > PN • estima de respiración bacteriana, PS >> PN > T

21. • Parte B B.1 Estimas de producción bacteriana Medición con leucina tritiada. Estima de BP con factores de conversión de otras campañas en el Mediterráneo. Respiración bacteriana, estima con muestra filtrada y descenso de oxígeno en 48 h. Hay pocos puntos Extrapolación a otras muestras mediante regresión Demanda bacteriana de C DBC = BP + BR Eficiencia de crecimiento BGE = BP/ DBC no se presenta aquí

22. PB 0 20 40 60 80 100 120 140 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 P/B 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 b1. Producción heterotrófica bacteriana Una estación por situación Growth rate (d-1) Depth T, stn#4 PN, stn 102 PS, stn 143 Bacterial production (µgC l-1 d-1) • Total production, PN > T ~ PS • Cell growth, PN >> T PS

23. 0 50 100 150 200 0.1 1 10 0.1 1 10 0.1 1 10 b1. Producción heterotrófica bacteriana Variabilidad en todos los datos T PN PS Depth (m) Bacterial production (µgC l-1 d-1) • Total production, PN > PS, T muy variable

24. 0 50 100 150 200 0.01 0.1 1 10 0.01 0.1 1 10 0.01 0.1 1 10 b1. Producción heterotrófica bacteriana Variabilidad en todos los datos T PN PS Depth (m) Bacterial growth rate (d-1) • Bacterial growth, PN >> PS > T

25. b3. Microensayos de limitación de la actividad bacteriana Adiciones de nutrientes (C como glucosa, N como amonio, 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, y secundaria por C

26. 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

27. 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