Disputation i ekologi: Laura Seidel
Titel: The Baltic Sea from the present to future - microbial carbon and nutrient cycling in a changing climate
Ämne: Ekologi
Fakultet: Fakulteten för hälso- och livsvetenskap
Datum: Fredagen den 3 juni 2022 kl. 09.00
Plats: Sal Fullriggaren, Hus Magna, Kalmar och via Zoom
Opponent: Professor Stefan Hulth, Göteborgs universitet
Betygsnämnd: Docent Jenni Hultman, University of Helsinki, Finland
Associate Professor Laura Villanueva, Utrecht University, Nederländerna
Professor Jens Harder, Max Planck Institute for Marine Microbiology, Tyskland
Ordförande: Professor Marcelo Ketzer, Institutionen för biologi och miljö, Linneuniversitetet
Huvudhandledare: Professor Mark Dopson, Institutionen för biologi och miljö, Linneuniversitetet
Examinator: Professor Anders Forsman, Institutionen för biologi och miljö, Linneuniversitetet
Spikning: Fredagen den 13 maj 2022 kl. 09.00, Universitetsbiblioteket, Kalmar
För att erhålla en inbjudan till den digitala disputationen vänligen kontakta fakultetshandläggare Linnéa Larsson: linnea.larsson@lnu.se
Abstract
De klimatförändringar som nu observeras orsakas av ökade utsläpp av växthusgaser och förändringarna påverkar alla ekosystem på jorden. Uppvärmningen av atmosfären och upptaget av koldioxid i havet leder bland annat till havsförsurning, skiktning av vattenmassorna, ökad havsnivå, minskad syretillgång och ökad temperatur i jordens vattensystem. Enligt IPCC:s (Intergovernmental Panel on Climate Change) prediktioner kommer luft- och vattentemperaturer att öka med 1.0-5.7°C respektive 2.0°C till år 2100.
Den här avhandlingen fokuserar på hur mikroorganismers diversitet och funktion påverkas av klimatförändringar i kustnära sediment och bottenvatten i Östersjön. I vissa av studierna undersöktes potentiella kombinationseffekter av klimatförändringar och eutrofiering. Medan andra studier fokuserade på klimateffekter i ett naturligt fluktuerande system som utsatts för långvarig uppvärmning samt i laboratorieexperiment där mikroorganismerna utsattes för en mer tillfällig uppvärmning.
Vid påverkan av eutrofiering och klimatförändringar visade undersökningarna i sedimentet och i bottenvattnet att förändringar bland mikroorganismer vid dessa förhållanden regleras av vattendjup och syrgastillgång. Vidare gav studierna av en artificiellt långtidsuppvärmd men säsongsmässigt fluktuerande vik kunskap om hur ekosystemet kommer påverkas av framtidens klimatförändringar (jämfört med en opåverkad referensvik). I bottenvattnet var diversiteten bland mikroorganismer lägre i den uppvärmda viken jämfört med i kontrollviken. Det var även mindre säsongsvariation och en ökad samt förlängd cyanobakterieblomning. Mikroorganismerna i sedimentet, å andra sidan, hade en förändrad artsammansättning och minskad säsongsmässig variation samt en högre diversitet jämfört med mikroorganismerna i kontrollviken. Detta orsakas troligen av en förtätning av de geokemiska lagren i sedimentet. Vidare tyder resultaten på högre energiproduktion i den uppvärmda viken och vissa RNA-transkript indikerar stress och tillväxt i suboptimal temperatur bland mikroorganismerna i den uppvärmda viken. Slutligen visade inkubationsexperimentet att det mikrobiella samhället från kontrollviken förändrades till att mer likna samhället i den uppvärmda viken när de utsattes för uppvärmning med liknande RNA-signaler vid höga temperaturer.
Mikroorganismer har en nyckelroll vad gäller närsalts- och energiflöden i det marina ekosystemet. Totalt sett illustrerar denna avhandling hur pågående och kommande klimatförändringar påverkar kustnära mikrobiella samhällen och processer knutna till dessa.
Nyckelord: Klimatförändringar, bottensediment, kust, Östersjön, eutrofiering, mikrobiella samhällen, 16S rRNA, metatranskriptomik, geokemiska lager, diversitet, närsalts- och energiflöden.