Kombinierte Effekte von CO2 und Temperatur auf Wachstum und Photosynthese der marinen Gezeitenrotalge Mastocarpus stellatus (Rhodophyta) (Combined effects of CO2 and temperature on growth and photosynthesis of the marine intertidal red alga Mastocarpus stellatus (Rhodophyta))


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Inka.Bartsch [ at ] awi.de

Abstract

Zusammenfassung In ständiger Wechselwirkung begriffen, ergänzen sich die Ozeane mit der Erdatmosphäre zu einem komplexen, wie hochsensiblen System, welches auf Veränderungen verschiedener Art empfindlich reagiert und dessen Einfluss auf die Lebensbedingungen über und unter Wasser erheblich ist. Steigende Treibhausgasemissionen und der einhergehende Klimawandel sind aktuelle Herausvorderungen, die unsere Ozeane in ihrer Funktion als Ökosysteme grundlegend verändern. Seit Beginn der Industrialisierung gelangt über den atmosphärischen Austausch und mit stetiger steigender Tendenz CO2 in das Oberflächenwasser der Ozeane, wo es in der Reaktion mit Wasser Kohlensäure bildet – Ein Prozess der als Ozenversauerung beschrieben wird. Effekte dieses Vorgangs insbesondere in Kombination mit tiefgreifenden Temperaturveränderungen können vielseitige Folgen für einzelne Meeresorganismen, sowie gesamte Ökosysteme haben. Oftmals sind ökophysiologische Antworten einzelner Organismengruppen jedoch unbekannt, ebenso wie ihre Reaktion im Gesamtkontext ihres Lebensraumes. Ein Beispiel hierfür sind Makroalgen, die in ihrer Funktion als natürlicher Lebensraum, Laichgrund und als Nahrungsgrundlage vieler Meereslebewesen einen essentiellen Bestandteil der Lebensgemeinschaften im Ozean darstellen. Durch die Simulation unterschiedlicher CO2- Szenarien in optimalen bzw. subletalen Temperaturbereichen wurden im Kontext dieser Arbeit physiologische Reaktionen in Form von Wachstum, Photosynthese und Pigmentgehalt auf kombinierte Effekte von Ozeanversauerung und Temperatur an der marinen Gezeitenrotalge Mastocarpus stellatus untersucht. In dieser Studie konnte gezeigt werden, dass M. stellatus insensitiv auf steigende CO2- Konzentrationen sowohl innerhalb optimaler als auch in subletalen Temperaturbereichen reagiert. Eine Steigerung von Photosynthese und Wachstum, wie sie insbesondere an thermischen Grenzbereichen in einer Ausgangshypothese dieser Studie erwartet wurde, konnte nicht festgestellt werden. Auch im Bereich der Pigmentkonzentrationen konnten durch simulierte Effekte der Ozeanversauerung keine signifikanten bzw. bei optimalen Kulturtemperaturen nur marginale Unterschiede nachgewiesen werden. Interaktive Effekte von CO2 und Temperatur wurden in Form einer reduzierten Photosyntheseleistung bei subletalen Temperaturbedingunen beobachtet. Abstract Since the beginning of the Industrial Revolution 200 years ago, atmospheric CO2-concentrations have been increasing dramatically. As the world’s oceans and its atmosphere stand in a constant equilibrium, diffusing CO2 forms a weak carbonic acid within the upper ocean layers leading to a change in the composition of dissolved inorganic carbon. This process is often referred to as ocean acidification, which in combination with increasing temperatures due to climate change can have considerable effects on marine flora and fauna as well as on entire ecosystems. Ecophysiological responses to an increasing pCO2 and rising temperatures can be manifold as they vary between different groups of organisms. Hence reactions to a change of these parameters within organism groups and ecosystems are individual, difficult to predict and not seldom unknown. Macroalgae in their function as natural habitats, spawning grounds and food source to a great variety of marine organisms play an important and essential role in marine environments. Previous studies have shown diverse responses of macroalgae to effects of ocean acidification with a majority indicating enhanced rates of growth and photosynthesis. Simulating different CO2-sceanrios under optimum and sublethal temperature conditions, this study targets to investigate physiological responses of the intertidal red algae Mastocarpus stellatus to combined effects of CO2 and temperature in terms of growth, photosynthesis and pigment content. This study could show an insensitivity of M. stellatus to rising pCO2 under optimum as well as under sublethal temperature conditions. Against the leading Hypothesis assuming increased pCO2 could enhance growth and photosynthesis, M. stellatus did not show any of these effects. Pigment extraction of algal material which has been cultivated under sublethal conditions could not reveal any significant effects that ocean acidification could have had on pigment content. In case of the optimum temperature treatment marginal effects were visible but cannot necessarily be attributed to ocean acidification. Interactive effects were evident in terms of reduced photosynthetic performance at sublethal temperatures and low CO2-concentrations.



Item Type
Thesis (Bachelor)
Authors
Divisions
Programs
Peer revision
Not peer-reviewed
Publication Status
Published
Eprint ID
31379
Cite as
Seliger, J. M. (2012): Kombinierte Effekte von CO2 und Temperatur auf Wachstum und Photosynthese der marinen Gezeitenrotalge Mastocarpus stellatus (Rhodophyta) (Combined effects of CO2 and temperature on growth and photosynthesis of the marine intertidal red alga Mastocarpus stellatus (Rhodophyta)) , Bachelor thesis, Universität Hamburg.


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