FAQ
© 2019 Staats- und Universitätsbibliothek
Hamburg, Carl von Ossietzky

Öffnungszeiten heute09.00 bis 24.00 Uhr alle Öffnungszeiten

Eingang zum Volltext in OPUS

Hinweis zum Urheberrecht

Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-99895
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2019/9989/


Plankton food web structures and interactions in the Eastern Mediterranean Sea

Plankton food web Strukturen und Interaktionen im östlichen Mittelmeer

Protopapa, Maria

pdf-Format:
 Dokument 1.pdf (5.041 KB) 


SWD-Schlagwörter: Zooplankton , Isotop , Plankton , Taxonomie
Basisklassifikation: 42.94
Institut: Biologie
DDC-Sachgruppe: Biowissenschaften, Biologie
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Möllmann, Christian (Prof. Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 12.09.2019
Erstellungsjahr: 2019
Publikationsdatum: 23.09.2019
Kurzfassung auf Englisch: Very little is known about the ecology and physiology of marine zooplankton under ultra-oligotrophic conditions. Providing new insight on this front is the main objective of the PhD thesis presented here. The marine environment around Crete (the Cretan Sea, the western and eastern Cretan Straits, and the Cretan Passage) is not only characterized by ultra-oligotrophic conditions, but most importantly, this region hosts (southeast of Crete) the Rhodes Gyre, a cyclone that is generally assumed to be the formation area of Levantine Intermediate Water (LIW). LIW is one of the most crucial water masses of the Mediterranean since it plays a key role in the deep convection both in the North Western Mediterranean and in South Adriatic, it contributes to the hydrodynamic exchanges in distant sea straits (Sicily and Gibraltar) and it fills nearly all the intermediate layers of the Eastern Basin. Most of the data on zooplankton around Crete stem from cruises studying the LIW (e.g. POEM, GOIN) during the mid-80s-mid-90s or the onset of the Eastern Mediterranean Transient, a very important climatically-induced shift in hydrography that occurred during 1989-1995. These data are mostly concentrated on the taxonomy, whereas few studies were conducted to study carbon budget and isotopes. Given the importance of this area for the ecology of the Eastern Mediterranean Sea, the literature on the mesozooplankton is very limited, indicating the need for further investigation.
The aim of the present thesis is to investigate the temporal and spatial distribution patterns of mesozooplankton as well as their metabolic rates and trophic interactions in relation to environmental factors in an ultra-oligotrophic environment around Crete (Cretan Sea, western and eastern Cretan Straits, Cretan Passage). Moreover we tried to underline the importance of the Rhodes Gyre.
Data collected from two different cruises (April and June 2016) were combined in order to answer our objectives. Four biochemical indices (ETS, spAARS, isotopes, fatty acids) were used to study the metabolic rates, trophic relations and feeding preferences of mesozooplankton as well as to verify the ultra-oligotrophic character of the EMS (first cruise). In synthesis (Chapters 2 & 3), this study showed that mesozooplankton communities indicated a slight gradient in total abundance and biomass, increasing from west to east in the Cretan Passage, probably due to the influence of Rhodes Gyre carrying high salinity and potentially nutrient-enriched Levantine Sea Water from the eastern Levantine Sea. The mesozooplankton community structure changed with depth, but not spatially (horizontally). Omnivory was the prevailing feeding mode. In combination with the results of the carbon flux budget (low respiration, growth and production rates), the oligotrophic character of the Cretan Passage was accentuated, indicating that the zooplankton is not well fed and that the organisms are living under oligotrophic stress.
The importance of the Rhodes Gyre was also highlighted in the results of the second cruise (Chapter 4). A west-to-east increasing gradient (both in mesozooplankton and Chl a) was recorded in the Cretan Passage, whereas the lowest zooplankton abundances were recorded at stations along the Cretan Sea. The most significant aspect of copepod functional groups in the study area was the high dominance of small size species implying low metabolic rates and restricted energy demands. The dominance of small size species was also emphasized by the NB-SS (Normalized Biomass Size Spectrum) slope values. Small ambush feeding carnivores were found to be the most important component of the epipelagic zone at all stations. It is a well surviving model obtaining optimal resource allocation in this ultra-oligotrophic region since the species exhibiting ambush feeding mode have low energy demands, low predation risks, high longevity and low fecundity rates. Low copepod production results also highlighted the oligotrophic character of the studied area.
This thesis provides significant new insight on zooplankton ecology and ecophysiology under ultra-oligotrophic conditions. It also underlined the general, ultra-oligotrophic character of the Cretan Sea, the western and eastern Cretan Straits and the Cretan Passage by applying both classical and innovative methods, giving this study high importance as it advances the knowledge about the mesozooplankton communities, an important part of the pelagic food web of the studied area. The combination of the methods used illustrated an integrated image of the importance of hydrological features on mesozooplankton distribution and life strategies with regard to feeding preferences. It also proved that basic exploratory research is still needed, while gaps in knowledge should be filled taking advantage of modern technologies and new approaches.
Kurzfassung auf Deutsch: Ueber die Ökologie und Physiologie des marinen Zooplanktons unter ultra-oligotrophen Bedingungen ist bisher sehr wenig bekannt. Ein wesentliches Ziel dieser Dissertation ist es, neue Kenntnisse in diesem Bereich zu gewinnen. Die marine Umwelt um Kreta (das Kretische Meeres, die westliche und östliche Straße von Kreta, und die Kreta-Passage) ist nicht nur durch ultra-oligotrophe Bedingungen charakterisiert, südöstlich von Kreta ist auch der Rhodoswirbel lokalisiert. Es wird angenommen, dass in diesem Wirbel Levantisches Zwischenwasser (LIW) gebildet wird. LIW ist eine der wichtigsten Wassermassen des Mittelmeeres, weil es eine Rolle in der tiefen Konvektion sowohl im nordwestlichen Mittelmeer als auch in der südlichen Adria spielt. Darüber hinaus trägt es zum hydrodynamischen Austausch in entfernteren Meeresstraßen (Messina und Gibraltar) bei und füllt fast alle Zwischenschichten des gesamten Mittelmeeres auf. Die meisten das Zooplankton betreffenden Daten um Kreta stammen von Ausfahrten von Mitte der 80er bis Mitte der 90er Jahre, deren Ziel die Untersuchung des LIW war (z.B. POEM, GOIN) sowie von Studien im Zusammenhang mit dem Eastern Mediterranean Transient, einer klimatisch-induzierten Verschiebung in der Hydrographie des östlichen Mittelmeeres zwischen 1989-1995. Diese Daten konzentrieren sich vor allem auf die Taxonomie, wogegen nur wenige Studien zum Kohlenstoffbudget und Nahrungsnetzen durchgeführt wurden. Angesichts der Wichtigkeit dieser Gegend für die Ökologie im östlichen Mittelmeer ist die Literatur über das Mesozooplankton sehr begrenzt, was die Notwendigkeit weiterer Forschungen aufzeigt.
Ziel der vorliegenden Arbeit war sowohl die Untersuchung der zeitlichen und räumlichen Verbreitungsmuster des Mesozooplanktons als auch seiner Stoffwechselraten und der trophischen Interaktionen in Relation zu den ökologischen und abiotischen Faktoren eines ultraoligotrophen Ökosystems (Kretisches Meer, westliche und östliche Straße von Kreta, Kreta-Passage). Die Arbeit basiert auf Freilandbeobachtungen, Laboruntersuchen und statistischen Analysen.
In Rahmen dieser Dissertation wurden vier biochemische Parameter benutzt um Stoffwechselraten, trophische Beziehungen und Futterpräferenzen des Mesozooplanktons zu untersuchen und, um den ultraoligotrophen Charakter des östlichen Mittelmeeres zu erfassen. Zusammenfassend (Kapitel 2 & 3) zeigte diese Studie, dass Mesozooplanktongemeinschaften vermutlich aufgrund des Einflusses des Rhodoswirbels im April 2016 einen leichten Gradienten von West nach Ost in der Kreta-Passage aufwiesen. Omnivorie war die vorherrschende Nahrungsstrategie. In Kombination mit den Daten des Kohlenstoffbudgets zeigen die Ergebnisse den oligotrophen Charakter der Kreta-Passage auf und das das Zooplankton unter oligotrophem Stress lebt und nicht gut ernährt wird.
Die Wichtigkeit des Rhodoswirbels wurde auch in den Untersuchungen der beiden Schiffs-Ausfahrten im April und Juni 2016 nachgewiesen (Kapitel 2 & 4). Ein Gradient von West nach Ost (sowohl Mesozooplankton und Chl a) war in der Kreta-Passage zu beobachten, während die niedrigsten Zooplanktondichten an Stationen entlang des Kretischen Meeres gefunden wurden. Innerhalb der funktionellen Gruppen der Copepoden in der untersuchten Region war die starke Dominanz von Arten kleiner Größe auffällig, was niedrige Stoffwechselraten und damit niedrigen Energiebedarf impliziert. Die Dominanz von „kleinen“ Arten wurde auch von den Werten der Steigung des NB-SS (Normalized Biomass Size Spectrum) bestätigt. Kleine Räuber, die sich als aggressive Beutegreifer ernähren, waren die wichtigste Komponente der epipelagischen Zone an allen Stationen. Es handelt sich dabei um eine an diese ultra-oligotrophe Region gut angepasste Lebensweise, da Arten mit lauernd-angreifender Ernährungsweise einen niedrigen Energiebedarf verbunden mit einem niedrigen Risiko selbst gefressen zu werden haben. Langlebigkeit und geringe Reproduktionsraten gehören ebenfalls zu ihren Eigenschaften. Auch die Ergebnisse der Copepoden-Sekundärproduktion bestätigen den oligotrophen Charakter des untersuchten Gebietes.
Diese Dissertation konnte erhebliche neue Kenntnisse über die Ökologie und Ökophysiologie unter ultra-oligotrophen Bedingungen gewinnen. Der ultra-oligotrophen Charakter des Kretischen Meeres, der westlichen und der östlichen Kreta-Straße sowie der Kreta-Passage wurde durch Anwendung klassischer und innovativer Methoden bestätigt. Die Studie ist von hoher Bedeutung, da sie das Wissen über Mesozooplankton-Gemeinschaften im pelagischen Nahrungsnetz des östlichen Mittelmeeres vermehrt. Die Kombination der angewendeten Methoden ermöglicht es, ein integriertes Bild über die Wichtigkeit abiotischer Einflussgrößen für die Verbreitung von Mesozooplankton-Gemeinschaften und ihre Lebensstrategien im Hinblick auf Nahrungspräferenzen zu zeichnen. Es konnte auch gezeigt werden, dass weitere Grundlagenforschungen zu diesem Thema in dem untersuchten Gebiet nötig sind, während Wissenslücken mit modernen Technologien und neuen Ansätzen geschlossen werden sollten.

Zugriffsstatistik

keine Statistikdaten vorhanden
Legende