Effecten van verhoogde temperatuur en CO2 op de samenstelling van fyto- en zooplanktongemeenschappen

Door de wereldwijde toename van kooldioxide (CO2) in de atmosfeer warmt de aarde op. Dit zogenaamde broeikaseffect leidt ertoe dat soorten uitsterven en dat de samenstelling en de werking van ecosystemen verandert. Naast effecten van een verhoogde temperatuur kan een toenemend CO2 gehalte ook directe effecten hebben op ecosystemen. Meren zijn daarbij extra gevoelig voor verhoogd CO2, omdat zij naast extra CO2 uit de atmosfeer ook extra koolstof ontvangen vanuit het omringende land. Dit laatste is het gevolg van door CO2 verhoogde plantengroei op het land, waarbij uiteindelijk (na afsterven van planten) via afstroming van dood materiaal van landplanten ook meer koolstof in meren terechtkomt (Fig. 1). Wat voor effecten dit heeft voor het meerecosysteem hangt onder ander af van het evenwicht tussen de toegenomen koolstof en andere nutrienten. Dit evenwicht vormt de basis van de zogenaamde ‘ecologische stoichiometrie’ (Sterner & Elser, 2002), en is het centrale perspectief van dit project.

Sterner, R.W., & J.J. Elser, 2002. Ecological stoichiometry: the biology of elements from molecules to biosphere. Princeton University Press, Princeton, New Jersey.

Figuur 1: Koolstof uit de atmosfeer komt via 2 routes een meer binnen: 1. door directe uitwisseling aan het wateroppervlak, en 2. via CO2-opname door planten in het omringende stroomgebied; de vastgelegde koolstof wordt doorgeven als (dood) particulair organisch koolstof (POC), opgelost organisch koolstof (DOC) en uiteindelijk afgebroken tot CO2.

Omdat in de meeste meren in ons land de andere nutriënten juist gelijk blijven of afnemen, ontstaat een relatieve overmaat aan koolstof. Dit kan gevolgen hebben voor de competitieverhouding tussen verschillende soorten algen, wat directe gevolgen heeft voor de waterkwaliteit. Verder vormen deze algen slecht voedsel voor herbivoren zoals watervlooien, door het relatieve gebrek aan andere voedingsstoffen. Omdat deze grazers op hun beurt weer voedsel zijn voor grotere beesten zoals vissen, kan het hele ecosysteem hier effecten van ondervinden. Zie ook het artikel: Gevolgen van klimaatverandering voor het functioneren van meren

Aanpak
Deze stage/afstudeeronderzoek richt zich op de mogelijke effecten van verhoogde temperatuur en CO2-gehalte op de samenstelling van fyto- en zoöplanktongemeenschappen. In dit onderzoek wordt gekeken hoe een veranderende stoichiometrische samenstelling van het fytoplankton invloed heeft op het zoöplankton. Dit laatste zal aanvankelijk onderzocht worden aan de hand van 1 soort fytoplankton, de groenalg Scenedesmus obliquus (Figuur 2), en 1 soort zoöplankton, het raderdier Brachionus calyciflorus (Figuur 3).

Figuur 2. De groenalg Scenedesmus

Figuur 3. Het raderdier Brachionus

Uiteindelijk is het de bedoeling dat er meerdere soorten algen en zoöplankton onderzocht worden, zoals verschillende soorten watervlooien en eenoogkreeftjes.

Door de algen te kweken bij verschillende temperaturen en CO2-concentraties, kan de samenstelling hiervan veranderen (Fig. 4). Deze algen worden vervolgens gevoerd aan het zoöplankton in doorstroomvaatjes (Fig. 7). Hierin kunnen de zoöplanktonsoorten apart en gezamelijk (in competitie) onderzocht worden. Verder kunnen in deze vaatjes ook de gezamelijke dynamiek van algen en zoöplankton onderzocht worden.

Figuur 4. Experiment naar de effecten van verhoogde temperatuur en CO2 op de chemische samenstelling van het fytoplankton

Werkzaamheden en duur
In overleg, de duur kan variëren van enkele maanden tot een jaar. Het onderzoek wordt uitgevoerd op het NIOO-Centrum voor Limnologie. De praktische begeleiding vanuit het NIOO-CL wordt gedaan door Nico Helmsing. De wetenschappelijke begeleiding wordt gedaan door Anthony Verschoor en Ellen van Donk.

Contactpersoon
Voor vragen kun je terecht bij Anthony Verschoor: 0294 239356/06 43577216, a.verschoor@nioo.knaw.nl, http://www.nioo.knaw.nl/ppages/averschoor