Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Ostseeforschung

Fachgebiet: Meeresbiologie

Global climate change scenarios project warming of aquatic ecosystems and a change in the summer phytoplankton composition that is mostly defined by an increase of filamentous cyanobacterial bloom, which is considered as a lipid-poor food source for higher trophic levels. Therefore, it is largely unclear how the key zooplankton species of the pelagic realm will receive essential amino acids (AAs) and fatty acids (FAs) to sustain or build up their energy pools like lipids and proteins during periods of lipid-shortage and imbalanced diet in summer. In this study for the first time the advanced compound-specific stable isotope analyses (CSIA) of δ¹⁵N and δ¹³C in AAs and FAs in combination with conventional bulk stable isotope analysis, FA trophic markers, taxonomy data, and environmental variables were applied to characterize the Baltic Sea pelagic food webs in the field conditions during summer. Overall study revealed that the Baltic Sea ecosystem in summer is complex, comprising of cyanobacteria, mixo- and heterotrophic (dino-) flagellates and detrital complexes that contributed to the planktonic food web in the central regions. Mesozooplankton was mainly carnivorous thus cyanobacterial FAs and AAs must have been incorporated via feeding on mixo- and heterotrophic (dino-) flagellates and detrital complexes. Collectively, these findings provide an empirical basis for further interpretations of functioning of the pelagic food webs, which are based on new and on regenerated production.

Szenarien des globalen Klimawandels prognostizieren eine Erwärmung der aquatischen Ökosysteme und eine Veränderung der sommerlichen Phytoplanktonzusammensetzung, die hauptsächlich durch eine Zunahme der filamentösen Cyanobakterienblüte, die als lipidarme Nahrungsquelle für höhere trophische Ebenen angesehen wird, definiert ist. Daher ist weitestgehend unklar, wie die die Schlüsselarten des Zooplanktons der pelagischen Zone essentielle Aminosäuren (AAs) und Fettsäuren (FAs) erhalten werden, um ihre Energiepools, wie Lipide und Proteine, in Zeiten von Lipidmangel und unausgewogener Ernährung im Sommer zu erhalten oder aufzubauen. In dieser Studie wurden zum ersten Mal molekülspezifische Analysen stabiler Isotope (CSIA) des Stickstoffs (δ¹⁵N) und des Kohlenstoff (δ¹³C) in Aminosäuren (AAs) und Fettsäuren (FAs) in Kombination mit konventionellen Analysen stabiler Isotope (Bulk Analysen), trophischen FA-Markern, taxonomischen Daten und Umweltvariablen angewendet, um die pelagischen Nahrungsnetze der Ostsee unter Feldbedingungen während des Sommers zu charakterisieren. Insgesamt ergab die Studie, dass das Ökosystem der Ostsee im Sommer komplex ist und aus Cyanobakterien, mixo- und heterotrophen (Dino-) Flagellaten und Detritalkomplexen besteht, die zum planktonischen Nahrungsnetz in den zentralen Regionen beigetragen haben. Mesozooplankton war hauptsächlich fleischfressend, somit müssen cyanobakterielle FAs und AAs durch Fütterung von mixo- und heterotrophen (Dino-) Flagellaten und Detritalkomplexen inkorporiert worden sein. Zusammengefasst stellen diese Erkenntnisse eine empirische Basis für weiterführende Interpretationen über die Funktionsweise der pelagischen Nahrungsnetze, die auf neuer und regenerierter Produktion basieren, bereit.