Wiciowce nanoplanktonowe: po co zajmować się czymkolwiek innym? Dr Kasia Piwosz Zakład Oceanografii Rybackiej i Ekologii Morza
Plan prezentacji Kim są wiciowce nanoplanktonowe? Jaka jest ich rola w środowisku wodnym? Zmiany różnorodności wiciowców wzdłuż gradientu zasolenia w estuarium Wisły Różnorodność i ekologia wiciowców miksotroficznych w Zatoce Gdańskiej
Kim są wiciowce nanoplanktonowe (NF)? Jednokomórkowe organizmy eukariotyczne (= pierwotniaki) posiadające jedną lub więcej wici
Kim są wiciowce nanoplanktonowe (NF)? Rozmiar komórki wynosi 3-20 µm Najwyższa biomasa i aktywność w środowisku
Kim są wiciowce nanoplanktonowe (NF)? Drzewo życia wiciowców
Rola wiciowców w środowisku Azam et al (1983) Marine Ecology Progress Series
Rola wiciowców w środowisku Azam & Malfatti (2007) Nature Reviews Microbiology
Rola wiciowców w środowisku CO2 Mezozooplankton Mikrofitoplankton PNF* mikrozooplankton ANF* Sole biogeniczne Wirusy *PNF - wiciowce roślinne *ANF wiciowce zwierzęce Bakterie
Rola wiciowców w środowisku CO2 Mezozooplankton Mikrofitoplankton PNF microzooplankton ANF Nutrients Viruses Bacteria
Zmiany różnorodności wiciowców wzdłuż gradientu zasolenia w estuarium Wisły
Zmiany różnorodności wiciowców wzdłuż gradientu zasolenia w estuarium Wisły Projekt jest finansowany przez Narodowe Centrum Nauki. Wartość projektu to 603 000 zł. W ramach projektu współpracujemy z dr Simonem Creer z Uniwersytetu w Bangorze (Wielka Brytania) oraz z dr Marcinem Gołębiewskim z Uniwesytetu im. Mikołaja kpernika w Toruniu http://www.mir.gdynia.pl/?page_id=3297
Zmiany różnorodności wiciowców wzdłuż gradientu zasolenia w estuarium Wisły Cel projektu: jest poznanie różnorodności gatunkowej planktonowych bakterii oraz pierwotniaków w Zatoce Gdańskiej oraz określenie wpływu Wisły na różnorodność tych mikroorganizmów.
Zmiany różnorodności wiciowców wzdłuż gradientu zasolenia w estuarium Wisły Badania prowadzone są na próbach zebranych w trzech strefach estuarium Wisły: i) strefie słodkowodnej, ii) strefie mieszania (zasolenie ok. 3 PSU) oraz iii) strefie morskiej (zasolenie > 7 PSU), z uwzględnieniem aspektu sezonowości(co 3 miesiące, lipiec 2011 lipiec 2012). Stosujemy metody molekularne, mianowicie sekwencjonowanie zmiennych fragmentów genów RNA rybosomalnego metodą pirosekwencjonowania.
Zmiany różnorodności wiciowców wzdłuż gradientu zasolenia w estuarium Wisły Strefa morska: S > 7 Strefa mieszania: S = 3-4 Strefa słodkowodna: S < 0.5
Zmiany różnorodności wiciowców wzdłuż gradientu zasolenia w estuarium Wisły Metoda: Pirosekwencjonowanie: 454-Roche Tytanium
Pobór prób Filtracja przez siatkę fitoplanktonową o oczku 20 μm Bakterie: Filtracja na filtr 0.2 μ m -80 ºC Ekstracja RNA Reakcja odwrtonej transkryptazy: uzyskanie cdna Reakcja PCR super-zmniennego fragmentu RNA rybosomalnego Bakterie: fragment V6 16S rrna NF: fragment V4 18S rrna NF: Filtracja na filtr 0.2 μ m DANE ŚRODOWISKOWE Koncentracja chlorofilu-a Koncentracja soli biogenicznych Koncentracja rozpuszczonego węgla organicznego Całkowita liczebność bakterii i wiciowców Skład gatunkowy fitoplanktonu
Zmiany różnorodności wiciowców wzdłuż gradientu zasolenia w estuarium Wisły Dlaczego stosuje się geny rybosomalne? Występują we wszystkich organizmach Pełnią w nich tę samą funkcję Duża liczba kopii genu w komórce Zawiera zmienne i konserwatywne fragmenty Horyzontalny transfer tych genów jest małoproawdopodobny
Zmiany różnorodności wiciowców wzdłuż gradientu zasolenia w Wstępne wyniki estuarium Wisły PIERWOTNIAKI BAKTERIE Udział procentowych sekwencji poszczególnych typów pierwotniaków i bakterii na stacjach w kolejnych sezonach badawczych. Hel: strefa morska, Ujście: strefa mieszania, Kiezmark: strefa słodkowodna
Diversity and ecology of mixotrophic nanoflagellates in the Gulf of Gdańsk Akronim: DEMONA
Różnorodność i ekologia wiciowców miksotroficznych w wodach Zatoki Gdańskiej Projekt jest współfinansowany przez Szwjacarię w ramach szwajcarskiego programu współpracy z nowymi krajami członkowskimi UE Wartość projektu: 424 412,10 CHF Wartość współfinansowania: 360 750,32 CHF
Różnorodność i ekologia wiciowców miksotroficznych w wodach Zatoki Gdańskiej W ramach projektu współpracujemy z profesorem Jakobem Penthalerem ze Stacji Limnologicznej Uniwersytetu w Zurychu) http://www.sfi.gdynia.pl/?page_id=1722
DEMONA Cel projektu: zidentyfikowanie organizmów miksotroficznych w eutroficznych wodach Zatoki Gdańskiej, poznanie ich różnorodności, ekologii oraz wpływu światła i biogenów na zbiorowiska wiciowców miksotroficznych i ich aktywność fagotroficzną.
DEMONA Badania prowadzone są na próbach zebranych co tydzień w strefie przybrzeżnej Zatoki Gdańskiej w okresie od 12 kwietnia do 7 listopada 2012. Różnorodność wiciowców jest badana metodami molekularnymi poprzez sekwencjonowanie genów kodujących SSU rrna. Sezonowe zmiany w składzie zbiorowisk wiciowców miksotroficznych oraz ich aktywności fagotroficznej określane są metodami CARD- i MAR-FISH. Wpływ światła i biogenów zostanie oszacowany doświadczalnie oraz na podstawie obserwacji środowiskowych.
DEMONA Nowa metoda szacowania tempa wyżerania bakterii przez różne gatunki wiciowców miksotroficznych Mikroaudioradiografia (MAR) Wiciwciec miksotroficzny Bakteria wyznakowana związkiem radioaktywnym i wykryta metodą MAR Bakteria
DEMONA Nowa metoda szacowania tempa wyżerania bakterii przez różne gatunki wiciowców miksotroficznych Wyniki porównania metod tempa wyżerania bakterii przez wiciowce miksotroficzne. W starej metodzie z zastosowaniem FLB, pomimo stosunkowo dużej ich dostępności (A), FLB były niechętnie wyżeranie przez Ochromonas (B). Natomiast RLB były znacząco chętniej wyżerane (D), mimo że ich udział w zbiorowisku wszystkich bakterii był niższy (C).
DEMONA Sezonowa dynamika liczebności i aktywności miksotroficznej wiciowców nanoplanktonowych Pobór prób: 12 kwietnia 03 listopada 2012
DEMONA Sezonowa dynamika liczebności i aktywności miksotroficznej wiciowców nanoplanktonowych Wiciowce miksotroficzne są istotną grupą funkcyjną w ekosystemie Zatoki Gdańskiej. Rysunek obok przedstawia udział poszczególnych grup funkcyjnych wiciowców nanoplanktonowych w bibliotekach genowych z Zatoki Gdańskiej: wiciowce miksotroficzne są drugą co do wielkości grupą stanowiącą 25% wszystkich wiciowców
DEMONA Sezonowa dynamika liczebności i aktywności miksotroficznej wiciowców nanoplanktonowych Sezonowa dynamika zmian całkowitej liczebności oraz udział wiciowców aktywnych fagotroficznie wybranych grup wiciowców miksotroficznych (A) zielenice, (B) haptofity, (C) kryptofity, (D) wiciowce z rzędu Pedinellales
DEMONA Wpływ czynników środowiskowych na zmienność zbiorowisk wiciowców miksotroficznych Wykres przedstawiający wyniki analizy dbrda (distance-based redundancy analysis), korelującej zmienność zbiorowisk wiciowców miksotroicznych ze zmiennymi środowiskowymi (zielone linie). Dla podane fylotypów wiciowców miksotroficznych (linie niebieskie) współczynnik korelacji Spearmana wynosi >0.55. Liczby w nawiasach podają % zmienności wyjaśnionej przez daną oś. Istotnymi czynnikami środowiskowymi wpływającymi na zbiorowiska wiciowców są temperatura oraz stężenie soli biogenicznych: azotu, fosforu i krzemu