Phytoplankton

1. Phytoplankton Niklas Zörkler

2. Plankton Alt-Griechisch „das Umherirrende“ Im Gegensatz zum Nekton keine wesentliche Eigenbewegung. Geringe Eigenbewegung: Planktonten Keine Eigenbewegung: Plankter

3. Plankton Haliplankton Limnoplankton Phytoplankton Zooplankton Dinophyceae(Panzergeißler, Dinoflagellata) (50% Autotroph) Cyanophyceae(Blaualgen, Cyanobakterien)50% Primärproduktion Bacillariophyceae(Kieselalgen) Coccolithophyceae(Kalkgeißler) *rel. Bedeutung Ozean, Nährstoff und Jahreszeitenabhängig

4. Bedeutung des Phytoplankton • Grundsätzlich im Pelagial (Freiwasserzone) Primärproduzent (phototroph) • 92% Biomasse der Ozeane ( 50GT ) 1GT= 1 Milliarde T • Bis zu 50.000 Zellen Microplankton/L

5. Untersuchungsmethoden • Qualitative Fragestellungen  Netze mit 300µm Maschenweite für großes 100µm für kleines Microplanton(Bacillariophyta und Dinophyceen)  Nanoplankton wird über Wasserproben bestimmt.

6. Untersuchungsmethoden • Quantitative Fragestellungen  definiertes Wasservolumen durch Schöpfer oder Planktonpumpen  Primärproduktionsmessung durch Chlorophyllkonzentration  Ozeanfärbung - Satellitenbilder

7. Algenblüte bei Krk Krk befindet sich in der gemäßigten Klimazone Winter-Vollzirkulation (ähnliche Temperatur der Tiefenzonen /Wind) • Nährstoffanreicherung in der euphotischen Tiefenzone (lichtdurchflutet) • 1. Bacillophyta Algenblüte im Frühjahr bis Nitratlimit • 2. Dinophyceenblüte im Frühsommer bis Phosphatlimit

8. Auswirkungen des Klimawandels auf das Phytoplanktonwachstum • Durch gestiegene Temperatur der Meere bleibt die Winterzirkulation in manchen Regionen aus. • Weniger Nährstoffe in der euphotischen Tiefenzone • Limitiertes Algenwachstum

9. Cyanophyceae „Blaualgen“, Cyanobakterien

10. Cyanophyceae • Bis zu 10µm (Nanoplankter) • Prokaryonten (kein echter Zellkern) • Blaufärbung einiger Arten durch Phycocyanin • Etwa 2000 bekannte Arten • Besiedeln vermutlich mehr als 3,5 Mrd Jahre die Erde • Gramnegativ • ein- bis vielzellig in fadenförm. Anordnung

11. Cyanophyceae

12. Cyanophyceae • Photosynthese in deren Thylakoidmembran • Chlorophyll a, Phycocyanin (blau) Phycoerythrin (rot) • Pigmentverhältnis stark schwankend grüne, blaue rote und schwarze Form möglich keine „Grünlücke“  Schwachlichtbesiedelung möglich • Einige Cyanobakterien betreiben anoxygene Photosynthese (H2S-Spaltung)

13. Cyanophyceae

14. Cyanophyceae • Stickstofffixierung (N2 in NH4+ ) • Eisenlimitiertes Wachstum • Mögliche Giftstoffe: Microcystine, giftige Aminosäure BMAA (ß-Methylamino-alanin) über Nahrungskette tötliche Vergiftungen möglich • Entstehung der sauerstoffhaltigen Atmosphäre vor 2,5 Milliarden Jahren • Endosymbiontentheorie: Vorfahren als Vorgänger der Chloroplasten

15. Coccolithophyceae Kalkgeißler

16. Coccolithophyceae • Kalkiges Nanoplankton (<20µm) • Kugellige Coccosphäre • Gelbbraune Chloroplasten an Falte des ER(Chlorophyyl a und c, ß-Carotin, Xanthophylle) • Reservestoffe: Chrysolaminarin, Öl • Zwei isokonte Geißeln mit Schuppen • Ein Haptonema (fadenförmiges Haftorgan mit 6 oder 7 sichelförm. Mikrotubuli

17. Coccolithophyceae Emiliania huxeyi

18. Coccolithophyceae • Schuppen aus Cellulose • Teilweise Augenfleck vorhanden • Manche Arten besitzen einen heteromorphen Generationswechsel. (diploid: mit Flagellen im Plankton, haploid: benthisch) • Kalkgesteinsbildent ( Hauptbestandteil der Kreidefelsen von Rügen 800 Millionen Coccolithophoriden/cmᵌ)

19. Coccolithophyceae Syracosphaera pulchra

20. Coccolithophyceae Calciopappus caudatus

21. Bacillariophyceae Kieselalgen (Diatomeen)

22. Bacillariophyceae • Microplankton (20µm - 200µm) • Zwei Schalenhälften aus Kieselsäure • Meist zentrisch organisiert (sofern maritim) (radiärsymmetrisch) • Oft Koloniebildung • 6000 bekannte, davon 1800 maritime Arten • Chloroplasten durch Xanthophyll bräunlich (überdeckt Chlorophyll a und c)

23. Bacillariophyceae Cylindrotheca closterium Gyrosigma balticum Cocconeis scutellum

24. Bacillariophyceae • Vermehrung: ungeschlechtlich durch Zellteilung, Tochterzellen erhalten je einen Schalenteil • Der Neue Schalenteil wird als kleinere Hypotheka gebildet Größe Schwindet fortlaufend  bei zu kleiner Schale stirbt das Individuum  Vor der Minimalgröße, Sexualvorgänge möglich Bei zentrischen Oogamie, Bei pennantenKonjugation Auxospore  größere Kieselalge mit neuer Schale

25. Bacillariophyceae • Einige Arten (Pseudo-nitzschia, Nitzschia, Amphora…) produzieren Dominsäure • Meerwasserfiltrierende Organismen (Bsp. Muscheln reichern diese Säure an. • Giftig für Tiere (Bsp. Fische) und Menschen Symptome: Gedächtnisverlust, Übelkeit, Krämpfe, Durchfall, Kopfschmerz und Atembeschwerden

26. Bacillariophyceae Cocconeis scutellum

27. Dinophyceae Panzergeißler, Dinoflagellata

28. Dinophyceae • Microplankton 2µm – 2 mm (häufig 20-200µm) • Panzer aus Zellulose • Quer und Längsgeißel (zwei Flagellate) • pflanzliche und tierische Form (50/50) • Pflanzlich: glatt linsenförmig oder bizarre Stacheln

29. Dinophyceae

30. Dinophyceae • 2500 Arten bekannt davon 2000 im marinen Plankton (Rest in Seen oder aber parasitär an Korallen • Chromosomen während interphase sichtbar (keine Histone) • Fortpflanzung vorwiegend vegetativ (panzer wird gesprängt und wächst nach) geschlechtliche nur bei wenigen Arten nachgewiesen

31. Dinophyceae

32. Dinophyceae Dinophysis acuminata Dinophysis caudata Ceratium tripos

33. Quellen http://www.agaebase.org http://www.biotechnologie.de http://www.diatomloir.eu/Site%20Diatom/Diaguerun.html http://biogeodb.stri.si.edu/bioinformatics/dfm/metas/view/23729 https://www.youtube.com/watch?v=H7sACT0Dx0Q https://www.youtube.com/watch?v=H7sACT0Dx0Q Campbell, Neil A./ Reece, Jane B. : Biologie.Pearson Studium, München 2009 Lankrik, Otto/Westheide, Wilfried : CoastalPlankton.Dr. Friedrich Pfeil,München 2011 Türkay, Michael. : Skript zum Kursteil „Marines Plankton“. Senckenberg Forschungsinstitut, Franktfurt a.M.

34. Vielen Dank für eure Aufmerksamkeit