Jakościowa i ilościowa analiza fitoplanktonu w próbkach naturalnych źródło: Joanna Stoń-Egiert "Szczegółowy opis stosowanych procedur metodycznych i pomiarowych w celu wyznaczania fizycznych i biogeochemicznych charakterystyk wody morskiej, raport naukowy opracowany w ramach projektu UDA-POIG.01.01.02-22-011/09 Satelitarna Kontrola Środowiska Morza Bałtyckiego (SatBałtyk), współfinansowanego przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka, archiwum projektu SatBałtyk, IO PAN, 37 pp. Kolejne etapy przygotowania próbek wody morskiej w celu przeprowadzenia analizy jakościowej i ilościowej organizmów fitoplanktonowych przedstawione zostały na poniższym rysunku. W zamieszczonych poniżej podrozdziałach opisano kolejne kroki metodyczne. Pobór wody morskiej Przechowywanie próbek Oznaczenie składu gatunkowego fitoplanktonu w próbkach wody morskiej Rys.1. Schemat przygotowania próbek wody morskiej w celu oznaczenia składu gatunkowego fitoplanktonu. Pobór wody morskiej. Wodę morską należy pobrać z powierzchni i dodatkowych głębokości batometrem (w IO PAN wykorzystywany jest batometr typu SBE 32). Wybór głębokości poboru próbek jest uzależniony od aktualnej sytuacji biologicznej i hydrologicznej w rejonie badań. Najczęściej woda pobierana jest z 5 poziomów uwzględniających zmiany w głębokowodnym rozkładzie materii organicznej (ocenianej na podstawie pomiarów flourymetrycznych). W celu oznaczenia składu gatunkowego fitoplanktonu w próbkach naturalnych od 100 do 200 cm 3 wody morskiej należy przelać do butelek o odpowiedniej pojemności i zakonserwować natychmiast po poborze wody. Do konserwacji próbek wykorzystywany jest płyn Lugola (czyli wodny roztwór jodu z jodkiem potasu) w ilości uzależnionej od objętości próbki. Do próbek 100 cm 3 należy dodać ok. 1 cm 3 płynu Lugola, do większej butelki odpowiednio więcej konserwantu tak, by uzyskać lekko brązowe zabarwienie próbki (przypominające kolor herbaty). Przechowywanie próbek. Zakonserwowane próbki należy przechowywać w ciemności w temperaturze 4 C do czasu analizy mikroskopowej. Jeżeli czas przechowywania jest dłuższy niż 3 miesiące należy ponownie dodać płyn Lugola aby zapewnić odpowiednią konserwację próbki.
Oznaczenie składu gatunkowego fitoplanktonu w próbkach wody morskiej. Analiza jakościowa i ilościowa fitoplanktonu w pobranych próbkach wody morskiej jest wykonywana przy zastosowaniu techniki komór sedymentacyjnych Utermohl a (Willen 1962) i wykorzystaniu mikroskopu odwróconego. W oznaczeniach prowadzonych w IO PAN wykorzystywany jest mikroskop typu Axiovert 35, Carl Zeiss, Germany. Zliczenia komórek fitoplanktonu należy przeprowadzić w oparciu o procedurę przedstawioną w pracy Manual for Marine Monitoring in the COMBINE Programme of HELCOM (1997). W trakcie analizy mikroskopowej poszczególne osobniki są identyfikowane do gatunków lub wyższych jednostek systematycznych zgodnie z podziałem systematycznym przedstawionym poniżej (Hällfors 2004). Objętość każdej komórki jest wyliczana na podstawie pomiarów jej odpowiednich charakterystyk morfometrycznych, przy założeniu podobieństwa kształtów komórek do figur stereometrycznych (Olenina i in. 2004). Objętość komórek jest przeliczana na biomasę przy założeniu że 1 µm 3 jest równy 1 pg (Edler 1979). Zawartość węgla w próbkach fitoplanktonu wylicza się według równań przedstawionych w pracy Menden-Deuer i Lessard (2000): dla okrzemek (ze względu na niższą zawartość węgla): Carbon [pgc cell -1 ] = 0,288 * cell volume 0.811 dla pozostałych grup fitoplanktonu (z wyjątkiem okrzemek): Carbon [pgc cell -1 ] = 0,216 * cell volume 0.939 gdzie cell volume jest wyrażona w µm 3. Poniżej przedstawiona została przykładowa tablica z danymi uzyskanymi podczas mikroskopowych oznaczeń składu gatunkowego pojedynczej próbki. Gromada Klasa Jednostka systematyczna Wymiary komórki [µm] Bioobjętość komórki [µm 3 ] Liczebność [N dm -3 ] Biomasa [µg dm -3 ] Zawartość węgla [µg C dm -3 ] CYANOPHYTA Cyanophyceae Aphanocapsa sp. 20- <1 8.98 2526 0,0228 0,0043 50kom. CHRYSOPHYTA Bacillariophyceae Achnanthes taeniata 20-25x5 690,00 624,701 0,431044 0,0361 CHLOROPHYTA Chlorophyceae Monoraphidium cf. 20-30x1,5-2 20 1249 0,025 0,0045 contortum Inne Inne unicell spp. 3-5 33 1386104 45,7414 7,982
Systematyczny podział fitoplanktonu (Hällfors 2004): Gromada CYANOPHYTA (CYANOBACTERIA) Klasa Nostocophyceae (Cyanophyceae) Blue-green algae Rząd CHROOCOCCALES Rząd OSCILLATORIALES Rząd NOSTOCALES Gromada RHODOPHYTA Klasa Bangiophyceae (Rhodophyceae) Red algae Rząd PORPHYRIDALES Gromada CRYPTOPHYTA Klasa Cryptophyceae Recoiling algae Rząd CRYPTOMONADALES Gromada DINOPHYTA (PYRRHOPHYTA) Klasa Dinophyceae Dinoflagellates Rząd PROROCENTRALES Rząd DINOPHYSALES Rząd GYMNODINIALES Rząd OXYRRHINALES Rząd NOCTILUCALES Rząd ACTINISCALES Rząd PHYTODINIALES (BLASTODINIALES) Rząd PERIDINIALES Rząd GONYAULACALES Gromada HAPTOPHYTA Klasa Prymnesiophyceae (Haptophyceae) Haptophyte algae Rząd PRYMNESIALES Rząd PAVLOVALES Gromada CHRYSOPHYTA (HETEROKONTOPHYTA) Klasa Chrysophyceae Golden-brown algae Rząd OCHROMONADALES Rząd PARMALES Rząd STICHOGLOEALES Rząd PEDINELLALES Klasa Dictyochophyceae Rząd DICTYOCHALES Klasa Synurophyceae Rząd SYNURALES Klasa Diatomophyceae (Bacillariophyceae) Diatoms Rząd EUPODISCALES (BIDDULPHIALES, CENTRALES) Centric diatoms Rząd BACILLARIALES (PENNALES) Pennate diatoms Klasa Tribophyceae (Xanthophyceae, Heterokontae) Yellow-green algae Rząd RHIZOCHLORIDALES (CHLAMYDOMYXALES) Rząd MISCHOCOCCALES (HETEROCOCCALES) Rząd TRIBONEMATALES Klasa Eustigmatophyceae Rząd EUSTIGMATALES] Klasa Raphidophyceae (Chloromonadophyceae) Rząd CHATTONELLALES Rząd RAPHIDOMONADALES
Gromada EUGLENOPHYTA Klasa Euglenophyceae Euglenoids Rząd EUGLENALES Rząd SPHENOMONADALES Gromada CHLOROPHYTA Klasa Pedinophyceae (Loxophyceae) Rząd PEDINOMONADALES Klasa Prasinophyceae (Micromonadophyceae) Rząd MAMIELLALES Rząd CHLORODENDRALES Klasa Charophyceae Rząd KLEBSORMIDIALES Rząd ZYGNEMATALES Klasa Chlorophyceae Green algae Rząd VOLVOCALES (incl. TETRASPORALES) Rząd CHLOROCOCCALES Rząd ULOTRICHALES Rząd MICROSPORALES Rząd OEDOGONIALES Inne niezidentyfikowany nanoplankton w 3 klasach wielkości: 3-6 µm, 6-10 µm, 10-15 µm. Różne niefotosyntetyczne grupy protistów: Typ ZOOMASTIGOPHORA Zooflagellates Klasa Bicosoecidea Rząd BICOSOECIDA (ICBN: BICOSOECALES) Klasa Choanofl agellidea Collar flagellates (ICBN: Craspedophyceae) Rząd CHOANOFLAGELLIDA Rodzina CODOSIGIDAE Rodzina SALPINGOECIDAE Rodzina ACANTHOECIDAE Klasa Ebriidea Rząd EBRIIDA (ICBN: EBRIALES) Klasa Kinetoplastidea Rząd KINETOPLASTIDA Rodzina APUSOMONADIDAE Rodzina THAUMATOMASTIGIDAE (ICBN: THAUMATOMASTIGACEAE) Rząd CERCOMONADIDA
Literatura Edler L. (ed.), 1979, Recommendations on methods for marine biological studies in the Baltic Sea, phytoplankton and chlorophyll, Balt. Mar. Biol. Publ. No 5, 1-38 Hällfors G., 2004, Checklist of Baltic Sea Phytoplankton Species (including some heterotrophic protistan groups), Balt. Sea Environ. Proc. No 95: 208 pp HELCOM, 1997, Manual for Marine Monitoring in the COMBINE programme of HELCOM, Part C, Programme for monitoring of eutrophication and its effects, Annex C-6, Phytoplankton species composition, abundance and biomass, C6-1 C6-8 Menden-Deuer S., Lessard E.J., 2000, Carbon to volume relationships for dinoflagellates, diatoms, and other protist plankton, Limnol. Oceanogr., 45(3), 569-579 Olenina I., Hajdu S., Edler L., Andersson A., Wasmund N., Busch S., Göbel J., Gromisz S., Huseby S., Huttunen M., Jaanus A., Kokkonen P., Ledaine I., Niemkiewicz E., 2006, Biovolumes and size-klasaes of phytoplankton in the Baltic Sea, HELCOM Balt. Sea Environ. Proc. No. 106, 144 pp.