The sea-surface microlayer (SML) is located at the air-water interface. Its inhabiting bacterial community (bacterioneuston) is exposed to substantially different environmental conditions compared to the bacterioplankton in the underlying water (ULW). In order to better understand general patterns of the bacterioneuston and its regulating factors, bacterial abundance, productivity (3H-thymidine incorporation), and diversity (16S rRNA and 16S rRNA gene fingerprints) were analysed over a three-year period in the SML of the Baltic Sea as well as during mesocosm experiments. Despite an overall accumulation of organic material (OM), i.e. potential substrate, bacterioneuston productivity was generally impaired. Only during natural (slicks) and artificially induced (mesocosms) minimized wind conditions, which were characterised by strong enrichments of particulate OM in the SML, increased bacterioneuston abundance and productivity as well as drastic changes in its community composition were observed. Generally, differences between SML and ULW community composition were influenced by changing wind speed, radiation levels and concentrations of OM. SML-specific 16S rRNA gene sequences were closely related to environmental clones belonging to Cyanobacteria, Bacteriodetes and Proteobacteria. Taken together, this study shows a strong influence of the ULW and meteorological forcing on the SML but also the potential for a succession of bacterial communities in this unusual habitat.
Der Oberflächenfilm aquatischer Habitate (SML) befindet sich in der Luft-Wasser Grenzschicht. Die bakterielle Gemeinschaft des Oberflächenfilms (Bakterioneuston) ist im Gegensatz zum Bakterioplankton der darunter liegenden Wassersäule (ULW) besonderen Umweltfaktoren ausgesetzt. Um Einblicke in generelle Muster des Bakterioneustons und dessen regulierende Faktoren zu erhalten, wurde die SML der Ostsee im Laufe von 3 Jahren sowie in Mesokosmen beprobt und die bakterielle Abundanz, Produktivität (3H-Thymidin-Aufnahme) und Diversität (16S rRNA und 16S rRNA-Gen-Analysen) bestimmt. Die Produktivität des Bakterioneustons war trotz einer permanenten Anreicherung organischen Materials (OM) generell reduziert. Erhöhte Zellzahlen, Produktivitäten und drastische Veränderungen der Gemeinschaftsstruktur des Bakterioneustons konnten während einer natürlichen („slicks“) und künstlich induzierten Minimierung der Windgeschwindigkeit beobachtet werden, die zusätzlich durch eine starke Anreicherung von partikulären OM gekennzeichnet waren. Die Unterschiede in den Gemeinschaftsstrukturen zwischen der SML and ULW wurden durch sich ändernde Windgeschwindigkeiten, Sonneneinstrahlungen und OM-Konzentrationen beeinflusst. SML-spezifische 16S rRNA-Gensequenzen waren nah verwandt mit Umweltklonen, die den Cyanobakterien, den Bakteriodetes und den Proteobakterien zugeordnet werden konnten. Zusammenfassend konnte die vorliegende Studie ebenso einen starken Einfluss der ULW und der meteorologischen Bedingungen auf die SML wie auch das Potential zur spezifischen Entwicklung bakterieller Gemeinschaften dieses ungewöhnlichen Habitats zeigen.