Auswirkungen der tagesperiodischen Vertikalwanderung (TPV) von Zooplanktern auf die Lebensgemeinschaft des Pelagials
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Zooplankter im Pelagial von Seen bzw. Meeren führen oft tagesperiodische Wanderungen zwischen Oberflächen- und Tiefenwasser durch. Als ultimativer Grund für diese tagesperiodische Vertikalwanderung (TPV) wurde die Vermeidung von Prädation erkannt. Während die Gründe und die Auslöser für dieses Wanderverhalten und die Ökophysiologie der beteiligten Zooplankter bereits sehr gut erforscht sind, gibt es so gut wie kein Wissen über die Bedeutung dieser Wanderung für pelagische Nahrungsnetzgefüge. In diesem Projekt wurde die TPV von Zooplanktern nicht wie üblich hinsichtlich ökophysiologischer Gesichtspunkte, sondern im Bezug auf das Nahrungsnetzgefüge im Pelagial untersucht. Dabei waren vor allem die Auswirkungen der Vertikalwanderung auf die Phytoplanktondynamik und die Nährstoffverteilung im Pelagial von Interesse. Die empirischen Arbeiten wurden auf zwei Ebenen durchgeführt: (a) in Freilandexperimenten mit natürlichen Phytoplanktongemeinschaften und (b) in Laborexperimenten mit definierten Algengemeinschaften und kontrollierten Kulturbedingungen. Die Versuche zeigten, dass es zwei wichtige Mechanismen gibt, über die die Vertikalwanderung der Zooplankter Algengemeinschaften beeinflussen kann: (1) diskontinuierliches Grazing durch wandernde Zooplankter und (2) eine Veränderung der Nährstoffdynamik. Es zeigte sich, dass die Auswirkungen der Vertikalwanderung des Zooplanktons auf das Wachstum verschiedener Phytoplankter stark Taxon-spezifisch sind. Je nach Algenart sind positive als auch negative Effekte der Vertikalwanderung möglich. Artspezifische Eigenschaften der Phytoplankter (Fressbarkeit, Wachstumsrate) lassen jedoch Vorhersagen darüber zu, wie stark und in welche Richtung (positiv/negativ) die Vertikalwanderung der Zooplankter einzelne Phytoplanktontaxa beeinflussen sollte. Diskontinuierliches Grazing begünstigt hauptsächlich kleine, gut fress- und verdaubare Algenarten, da diese häufig hohe spezifische Wachstumsraten haben und dadurch in den Zeitfenstern mit vermindertem Grazingdruck einen Wachstumsvorsprung erreichen können. Kontinuierliches Grazing begünstigt vornehmlich große, schlecht fress- und verdaubare Algenarten, da diese häufig geringere spezifische Wachstumsraten haben und von kontinuierlichem Grazingdruck der ihre schnell wachsenden Konkurrenten reduziert, profitieren konnten. Unsere Ergebnisse zeigten, dass die TPV der Daphnien signifikante quantitative und qualitative Effekte auf die Phytoplanktongemeinschaft haben kann. Die Vertikalwanderung der Daphnien beeinflusste sowohl die Abundanz, als auch die Zusammensetzung von Phytoplanktongemeinschaften. Dabei hingen Stärke und Richtung des Einflusses der TPV auf Phytoplanktongemeinschaften stark von der Größenstruktur des Phytoplanktons ab. Zusätzlich war mit der TPV der Daphnien ein nicht zu vernachlässigender Transport von Nährstoffen aus dem Tiefenwasser ins Oberflächenwasser geschichteter pelagischer Ökosysteme verbunden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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„The role of food quality at the interface between phytoplankton and zooplankton". Zoologisches Institut, Universität Kiel, 2006
Boersma, M.
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„Vergleich pelagischer, limnischer und mariner trophischer Kaskaden". Institut für Hydrobiologie, Universität Essen, 2006
Stibor, H.
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"Influence of stratification depth on biomass, vertical distribution and dynamics of phytoplankton and zooplankton". 30th Congress of the International Association of Theoretical and Applied Limnology, Montreal, Kanada, 2007
Diehl, S.
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„Bedeutung trophischer Kaskaden in pelagischen Ökosystemen". Institut für Chemie und Biologie des Meeres, Universität Oldenburg, 2007
Stibor, H.
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„Does diel vertical migration of Daphnia influence the phytoplankton community structure?". 30th Congress of the International Association of Theoretical and Applied Limnology, Montreal, Kanada, 2007
Haupt, F.
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„Experimental ecology: linking ecosystem analysis with ecological concepts". Institut für Biochemie und Biologie, Universität Potsdam, 2007
Stibor, H.
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„Experimental ecology: linking ecosystem analysis with ecological concepts". Institut für Gewässerkunde und Binnenfischerei (IGB), Berlin, 2007
Stibor, H.
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„Experimentelle Planktonökologie und ihre Bedeutung für aktuelle ökologische Konzepte". Institut für Limnologie der österreichischen Akademie für Wissenschaften, Mondsee, Österreich, 2007
Stibor, H.
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„Zooplankton-phytoplankton interactions: nutritional quality and ecological stoichiometry". Institut für Hydrobiologie, Technische Universität Dresden, 2007
Boersma, M.
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„Aufwärtsgerichteter Nährstofftransport durch vertikalwandernde Daphnien". DGL Jahrestagung, Konstanz, 2008
Haupt, F.
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„Resource enrichment, eutrophication and jellyfish population dynamics". Institut für Fischereiökologie Hamburg, 2008
Stibor, H.
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„Trophic cascades and food web structure in marine coastal ecosystems". Universität Koblenz, 2008
Stibor, H.
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"Water column depth as a driver of phytoplankton-grazer dynamics". 8th LEREC meeting, Holmsund, 2009
Diehl, S.
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(2009) Daphnia diel vertical migration: implications beyond Zooplankton. Journal of Plankton Research, 31, 515-524
Haupt F., Stockenreiter M., Baumgartner M., Boersma M. & Stibor H.
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„Aufwärtsgerichteter Nährstofftransport durch vertikalwandernde Daphnien". Munich Interact, München, 2009
Haupt, F.
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„Upward nutrient transport by Daphnia diel vertical migration". ASLO Aquatic Science meeting, Nizza, Frankreich, 2009
Haupt, F.
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"Water column depth as a driver of phytoplankton-grazer dynamics". Department of Ecology, Lund University, Schweden, 2010
Diehl, S.
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(2010) Upward phosphorus transport by Daphnia diel vertical migration. Limnology and Oceanography, 55, 529-534
Haupt F., Stockenreiter M., Reichwaldt E.S., Baumgartner M., Lampert W., Boersma M. & Stibor H.
