På besøk i vannsøyla – om bentiske larvestadier og kongekrabbelarver

Vi gjør oppmerksom på at denne artikkelen er over to år gammel, og kan ha innhold som er utdatert.

Larvestadiene til bentiske dyr kan bo noen få timer til flere måneder i vannsøyla og utgjør da en viktig del av dyreplanktonsamfunnet. Det er også en sårbar tid i livet for disse dyrene og deres overlevelse er viktig for å opprettholde bentiske populasjoner og samfunn. Til tross for dette vet vi lite om når, hvor og hvilke larver er tilstede

gjennom året i subarktiske, norske fjorder. Det samme gjelder larvestadiene til den invaderende arten kongekrabbe som utgjør både en trussel for bunndyrsamfunn men også et verdifullt fiske.

Avhandlingen har undersøkt sesongvariasjon og romligvariasjon hos bentiske larvestadier, deres kobling med ulike miljøfaktorer og deres potensielle rolle i dyreplanktonsamfunnet. Videre er arbeidet blant de første studiene som beskriver når og hvor larvestadiene til kongekrabbe er tilstede i det sørlige Barentshavet.

Gjennom et 1.5 års feltstudie med totalt 11 tokt til Porsangerfjorden og påfølgende identifikasjon av larver på laboratoriet, viser det seg at larvene danner fire veldig forskjellige samfunn gjennom året. De fleste larvene er tilstede på våren og sommeren når det er høyere temperaturer og en tilstedeværelse av fytoplankton i vannet. En slik kobling mellom disse miljøfaktorene og larver ble også funnet på en romlig skala innad i fjorden, noe som betyr at reproduksjon hos mange bentiske organismer er avhengig av disse variasjonene i miljøet. I en verden påvirket av klimaendringer kan denne nære koblingen potensielt skape en endring i sesongvariasjonen til larvene samt at noen arter forflytter seg nordover.

For kongekrabben ble det funnet at de slipper larvene sine over en periode på 4-6 måneder, fra sent på vinteren til tidlig på sommeren. En slik reproduksjonsstrategi er fordelaktig for denne invaderende arten da det sikrer at det alltid vil være noen larver som slippes ut når forholdene er best. Disse funnene, kombinert med at kongekrabben både som voksne og larver klarer seg bra under varierende forhold, kan øke sannsynligheten for at arten sprer seg videre i Norge og potensielt nordover til Svalbard.

English Summary:

Many benthic marine organisms produce pelagic larvae, meroplankton, which spend from hours to months in the pelagic before settling on the sea floor. During this time, meroplankton form an important part of the pelagic community. The survival of meroplankton is important for maintaining benthic population and community structure and is hinged on larvae being released at a time with suitable environmental variables in the water column. In polar waters, seasonal fluctuation in the environment are strong, thus meroplankton dynamics vary temporally and spatially. Few field studies have focused on the year round dynamics of meroplankton or identified meroplanktonic larvae with a high taxonomic resolution. Therefore, many aspects of meroplankton dynamics remain poorly understood in sub-Arctic and Arctic waters. In the 1960s one of the largest benthic decapods in the world, the red king crab, was intentionally introduced into Russian coastal waters of the southern Barents Sea. Today they are continually expanding their range along the Norwegian coast and fjords. They cause changes to the benthic community through predation, but also provide a valuable fishery. Like many benthic invertebrates, the red king crab have a pelagic larval stage. Yet there is no knowledge on when and where larvae are released nor how larval release correlates with favorable environmental variables in Norwegian waters. The objectives of this thesis were to increase our understanding on the seasonal and spatial dynamics of meroplankton in sub-Arctic waters and identify the environmental variables responsible for these dynamics. The potential role of meroplankton in the pelagic was investigated by identifying their numerical contribution to the zooplankton community. Finally, the temporal and spatial dynamics of red king crab larvae was investigated to see how larvae are timed with favorable environmental variables in Norwegian waters. The study area, the sub-Arctic Porsangerfjord, Norway (70 – 71 ºN), has a productive benthic community and was recently invaded by the red king crab. It displays strong gradients in environmental variables and therefore represents an ideal field laboratory for investigating aspects of meroplankton dynamics.

Sampling monthly to bi-monthly over a 1.5-year period, showed that meroplankton abundance and assemblage separate into significantly different seasonal communities (winter, spring, early summer and late summer). Meroplankton were present in the water column year around but the highest abundance and greatest number of meroplanktonic taxa were found in spring and summer and correlated with increased chlorophyll a and temperature in the water column. Meroplankton was periodically the dominant numerical component in the mesozooplankton community these seasons (particularly in April). Spatial patterns in meroplankton was investigated by sampling transects along the fjord in spring (April). Significantly different meroplankton assemblages were found in three separate basins along the fjord. The assemblages correlated with environmental variables and followed a downfjord succession in seasonal communities. A community typical of winter characterized the inner basin and an early summer community the outer basin. A high abundance and numerical dominance of meroplankton in the mesozooplankton community was found in shallow bays and the middle basin. Larvae of the red king crab were first recorded in late winter and were continually released over a period of four months resulting in a larval period of six months (January to June). The greatest densities of larvae on both a temporal and spatial scale was found at shallow protected stations. Having a prolonged larval release is advantageous for recruitment success of this invasive species because it ensures that at least some larvae will coincide with favorable food concentrations and warmer temperatures in the water column. Releasing larvae at protected sites may also increase the chance that larvae remain close to suitable settlement localities. These findings coupled with a wide tolerance to temperature and salinity during their larval and adult phase means that they are well suited for life in the southern Barents Sea and that they have the potential of continuing their range along the coast to southern Norway and north into Svalbard coastal waters. The findings on meroplankton dynamics in this study provide evidence that larval release by benthic invertebrates is tightly coupled with seasonal and spatial variations in environmental variables and that an organism’s response to these variables result in complex seasonal and spatial dynamics of meroplankton. In a warming ocean this coupling could cause a shift in larval release timing and a range expansion for organisms. A periodical seasonal and spatial dominance of meroplankton in the mesozooplankton community suggest that they

are an important component of the pelagic food web.

Kommisjonen:

Veiledere:

Førsteamanuensis Camilla Svensen, AMB
Professor Marit Reigstad, AMB
Professor Torstein Pedersen, AMB
Førsteamanuensis Einar M. Nilssen, AMB

Bedømmelseskomité:

Dr. Slawomir Kwasniewski, Institute of Oceanology, Polish Academy of Sciences, Polen (1. opponent)
Professor Bradley G. Stevens, University of Maryland, USA (2. opponent)
Professor Inger-Britt Falk-Petersen, AMB (internt medlem og leder av komiteen)

Disputasen ble avholdt på engelsk og ble ledet av prodekan Monica Alterskjær Sundset ved Fakultet for biovitenskap, fiskeri og økonomi.

Personlig

Helena Kling Michelsen er født i Oslo i 1987 og studerte både bacheloren og masteren i biologi ved Universitetet i Tromsø. Under masteren jobbet hun med marine bunndyr og diettpreferansene hos kongekrabben noe som vekket en interesse for bl.a. invaderende arter, marinøkologi og taksonomi. Våren 2013 startet hun arbeidet med stipendiatstillingen.

Navn: Helena Kling Michelsen

Institusjon/institutt: Institutt for Arktisk og Marin Biologi, BFE-fak, Universitetet I Tromsø.

Telefonnummer/mobilnummer: 98824538

E-postadresse: helena.k.michelsen@uit.no

Revold, Jens

Publisert: 20.12.17 00:00 Oppdatert: 20.12.17 15:47