Zooplankton Klausurvorbereitung PDF

Zooplankton Klausurvorbereitung Zooplankton definition and taxonomy Definition von Zooplankton-> Organismen, die im freien Wasser leben und deren Schwimmrichtung von den Wasserströmungen vorgegeben wird Holoplankton -> Gesamtes Leben wird als Plankton verbracht Meroplan...

Zooplankton Klausurvorbereitung Zooplankton definition and taxonomy Definition von Zooplankton-> Organismen, die im freien Wasser leben und deren Schwimmrichtung von den Wasserströmungen vorgegeben wird Holoplankton -> Gesamtes Leben wird als Plankton verbracht Meroplankton -> Teilihres Lebens wird als Plankton verbracht Ichtyoplankton -> Plankton das sich in späteren Lebensstadien zum Fisch entwickelt Größenklassen -> Femtoplankton0.002µm bis Megaplankton 200cm Taxonomische Gruppen und Beispiele -> 10 Klassen 1. Copepoda Ruderfußkrebse 7. Ctenophora 2. Euphausiacea Krill Rippenquallen 3. Cladocera Wasserflöhe 8. Tunicata Manteltierchen 4. Amphipoda Planktonische Krebse 9. Rotifera Rädertierchen 5. Hydrozoa Quallenlarven 10. Protozoa Einzeller 6. Scyphozoa Larven Rolle und Faktor der Gruppen -> 1. Copepoda Nahrungsquelle für viele andere Arten, Kontrolle des Phytoplanktonwachstums, Transport von Kohlenstoff in die Tiefe 2. Cnidaria & Ctenophora Fressen kleines Zooplankton, Jellyfishblooms reduzieren Fischbestände 3. Rotifera recycelt organisches Material, Kontrolle von Bakterien und Algen, Nahrung für größeres Planton Protozoa in größer Zahl vorhanden Copepods - Key players in the zooplankton Copepoden aufgeteilt in 3 Hauptgruppen unterteilt 1. Calanoida 2. Cyclopoida 3. Harpacticoida Reproduktion aufgeteilt in unterschiedliche Stadien erkennbar an der Morphologie Feeding Modes: Suspention feeding -> Partikel aus der Wassersäule ohne diese zu jagen Filter feeding -> Wasser wird aktiv durch Filter gepumpt Flux feeding -> Natürliche Wasserströme zum Aufnehmen von Partikeln Raptorial feeding-> Aktiv Beute jagen Omnivory-> Allesfresser  Zooplankton in the trophic food web and the carbon cycle Feeing modes and behaviour: herbi-, omni-, carnivourous Microzooplankton ernährt sich hauptsächlich herbivor Mesozooplankton ernährt sich hauptsächlich omnivor Macro-, Megazooplankton ernhärt sich hauptsächlich carivor Food sources-> Phytoplankton, Bakterien, Detrius (tote Organismen) Vertical migration -> Nachts aufstieg zur Oberfläche zur Nahrungsaufnahme; Tagsüber abstieg in tiefere Zonen zum Schutz vor Räubern Biological pump-> Phytoplankton nimmt CO2 aus der Atmosphäre auf; Zooplankton frisst Phytoplankton; Totes Material und Kot sinkt in die Tiefsee ab; langfristige Speicherung im Sediment Carbon turnover and export Methods to identify trophic food webs-> Zooplankton durch Netze fangen, trophische Biomarker wie Isotope, Fettsäuren und Pigmente messbar Sloppy feeding: Unvollständige Nahrungsaufnahme; ein Teil der Beute wird ins Wasser freigesetzt; organische Nährstoffe und Zellinhalte gelangen ins Wasser Zooplankton sampling and morphological identification processes Sampling gear Sampling methods -> Sensoren (Echo-sounder, cameras, ADCPs); In-Situ Bilder, Niskin bottles, Netze, CPR, Satellieten, Plankton Pumpen Morphological identification-> Durch Mikroskop (je nach größe des Planktons ist man auf spezielle Mikroskope angewiesen); ZooScan für Automatisierte auswertung -> Exkludiert kleine Taxa FlowCam misst mit Laser -> VideoPlankton Recorder Morphological diagnostic characters Advantages and challenges -> Größeres Plankton kann dem Netz ausweichen, Kleine Netzgrößen exkludieren größeres Plankton, Drag durch das Netz reduziert die Stabilität des Bootes, Variabilität des Tempos effects die Probe, Beifang -> Probe muss stabilisiert werden -> Beim Auswerten Operatorerror Sibling species, criptic species -> Sehen ähnlich aus aber ihre DNA unterschiedet sich CPR Zooplankton identification based on molecular tools DNA Barcoding -> Methode zur Artbestimmung durch einen standatisierten DNA-Abschnitt basiert, meist COI aus den Mitochondrien -> Jede Art hat eine eindeutige DNA-Sequenz ähnlich wie ein Barcode Census of marine Zooplankton -> Forschungsprojekt zur Erfassung der globalen Zooplankton Diversität mittels DNA-Barcoding zum Aufbau von Referenzdatenbanken Molecular genetic community analysis -> Analyse der gesamten Zooplankton-Gemeinschaft basierend auf Umwelt DNA (eDNA); untersuchung der Gesamten Artenzusammensetzung in einer Probe Advantages and challenges-> Teuer aber effektiv, Mischproben möglich; Hohe Präzision; Schnell; Umwelt DNA nutzbar Zooplankton in polar regions Saisonal patterns -> 1. Winter (Dunkelphase, Eisbildung: Phytoplankton ist limitiert, Lipidreserven entscheidend um den Nahrungsmangel zu überstehen) 2. Sommer ( Schmelzen des Meereises, Sonnenlicht; Massive Phytoplanktonblüten Explosives Wachstum von Phytoplankton) 3. Herbst (Abkühlung, Rückgang der Primärproduktion; Phytoplankton frisst vermehrt Detritus und Bakterien, Krill beginnt Lipide für den Winter zu speichern) Important groups -> Copepoden Krill, Salpen, Pfeilwürmer, Rädertierchen Food web -> Arktis: Copepoden basiert; Antarktis: Krill basiert Key players: Krill and Salps 1. Krill: Hauptnahrung für Wale, Pinguine, Robben, Fische; Frisst Eisalgen & Phytoplankton ; speichert Lipide für den Winter, Vertikale Migration -> fördert Kohlenstofftransport in die Tiefsee 2. Salpen: Filtriert große Mengen an Planktonund Bakterien; Speichert Kohlenstoff in Fäkalien; Kommen in wärmeren Jahren vermehrt vor;  Wenn Krill durch den Klimawandel verdrängt und Salpen gefördert werden, könnte dies die gesamte Nahrungskette der Antarktis destabilisieren Vertical Mirgation => Besonderheiten der Polarregionen: Tiefere Migration, im Winter weniger Migration, The role of lipids-> Energiespeicher für den Winter, Schutz vor kalten Temperaturen, Auftriebskontrolle Arktische Copepoden => 50-70% ihres Gewichtes besteht aus Lipiden Antarktischer Krill => Speichert Wachse und Fette für den Winter Changes in the polar eosystems ->  Meereisrückgang: Weniger Eisalgen und weniger Nahrung für Krill  Salpen nehmen zu, Krill nimmt ab  Ozeanversauerung schädigt kalkbildende Organismen  Überfischung von Krill Zooplankton in temperate regions Zooplankton patterns 1. Winter (Niedrige Temperaturen, wenig Phytoplankton, Zooplankton in Ruhestadien) 2. Frühling (Spring bloom mit starken Phytoplankton Wachstum, Massenentwicklung von Zooplankton)  3. Sommer (Maximale Zooplankton Biomasse, hohe Fraßraten durch Fische& Quallen, Verdrängung durch wärmeliebende Arten) 4. Sekundärer Zooplankton-Anstieg durch spätsommerliches Phytoplankton Wachstum, Vorbereitung auf Winterruhe  Lichtintensität und Wärme benflussen Phytoplankton  Starke Saisonale Unterschiede in Nährstoffverfügbarkeit & Mischungsprozessen  Zooplankton folgt der Phytoplanktonproduktion Spring bloom -> Lichtintensität und Temperaturen steigen, Stürme bringen Nährstoffe aus der Tiefe => Explosives wachstum von Phytoplankton => Zooplankton reagiert verzögert Foodweb -> Diatomeen und Dinoflagellaten als Primärquelle Copepoden und Krill als Primärkonsumenten Pfeilwürmer Quallen als Sekundärkonsumenten Zooplankton in tropical regions and upwelling areas Zooplankton patterns 1. Hohe Temperaturen und hohe Stoffwechselraten, aber geringe Plankton Produktion 2. Nährstoffarme Schichten 3. Zooplankton- Diversität hoch, aber weniger Biomasse  Keine ausgeprägten Saisonalen Muster  Mancherorts saisonale Monsoon-Einflüsse Important groups -> Copepoden, Pfeilwürmer, Krill, Salpen, Quallen, Foraminiferen Upwelling ->  Windgetriebene Strömung transportiert nährstoffreiches Tiefenwasser an die Oberfläche  Führt zum Anstieg der Primärproduktion  Unterstützt Zooplanktonpopulationen  Verkürzte Nahrungsketten  Zu viel organisches Material kann Sauerstoffmangel in der Tiefe verursachen Oxygen minimum zones  Remineralisierung von org. Material verbraucht Sauerstoff und kann bei zu hoher Rate zu Sauerstoffmangel führen  Oft unter Upwelling Gebieten  Vertikale Migration wird beeinflusst  Andere Arten schützen sich dort vor Räubern Vertical migration -> Oft in Upwelling-Gebieten verstärkt da es viele Plankonfresser gibt Indicators of environmental change & time series Reasons why zooplankton are indicators for environmental change 1. Schnelle Reaktionen auf Umweltveränderungen 2. Weit verbreitet & hohe Diversität  3. Empfindlich gegenüber Veränderungen 4. Zentrale Position im Nahrungsnetz 5. Langzeitdaten verfügbar What kind of changes can be detected? How to detect changes? 1. Verschiebung der Arten in kühlere Gewässer 2. Änderung der Artenzusammensetzung 3. Schäden an kalkschalenbildenden Arten 4. Expansion der Sauerstoffminimumzonen 5. Anreicherung von Schadstffen om Plankton 6. Effekte durch Überfischung der Räuber 7. Harful Algal Blooms  Zeitreihen  eDNA änderungen  Satellietenmodelle  Netzbasierte Probennahmen  Autonome Plankton recorder Zooplankton Time Series Continuous Plankton Recorder Shifts in communities and ranges  Polewards shifts  Größenveränderung von Plankton o Kleinere Planktonarten dominieren bei der Erwärumg o Salpen nehmen in der Antarktischen Meeren zu  Veränderung der saisonalen Planktonzyklen