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Growth rates of Chrysophytes in dependence on light intensity and bacteria abundance

Claudia Pezzei

Art der Arbeit

Masterarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Lebenswissenschaften

Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)

Masterstudium Ökologie

Betreuer*in

Robert Ptacnik

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DOI

10.25365/thesis.38743

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-29888.13911.809769-8

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Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Mixotrophe Algen müssen Zellstrukturen sowohl für die Photosynthese als auch für die phagotrophe Ernährung erhalten, was viel Energie benötigt. Diese zusätzlichen „Kosten“, zusammen mit einer weniger effizienten Nutzung der Ressourcen, kann zu einem höheren Bedarf an Licht und/oder niedrigeren maximalen Wachstumsraten führen. In dieser Studie wurden die Wachstumsraten der drei mixotrophen Arten Poterioochromonas malhamensis, Ochromonas tuberculata und Dinobryon divergens bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen bestimmt. Die Algen wurden als Monokulturen in einem Batch-Versuch auf WC-Medium kultiviert. Beim Vergleich der Daten mit der Literatur wurde festgestellt, dass Mixotrophe tatsächlich niedrigere Wachstumsraten aufweisen als photoautotrophe Arten. In einer zweiten Versuchsreihe wurde das bakterielle Wachstum durch die Zugabe von Glukose angeregt, was höhere Wachstumsraten der mixotrophen Algen zur Folge hatte. Bei geringer Lichtintensität war dieser Effekt artspezifisch. Dinobryon divergens wurde bei zu wenig Licht nicht durch höhere Bakteriendichte zu schnellerem Wachstum angeregt, da diese Art offensichtlich ihren Energiebedarf nicht durch Phagotrophie decken kann. Im Gegensatz dazu bezieht P. malhamensis Energie vor allem durch die Ingestion von Bakterien und nutzt Licht nur bei geringer Bakteriendichte als Energiequelle. Das Wissen um die Abhängigkeit einer Art von Licht und Bakterien erlaubt genauere Aussagen über die ökologische Nische einer Art und in welcher Tiefe der Wassersäule sie vermehrt zu finden ist. Auch wird es einfacher, das Verhalten der Algenpopulationen vorherzusagen, wenn Mixotrophe mit anderen Arten, beispielsweise Photoautotrophen, in Konkurrenz stehen. In einem weiteren Experiment wurden Artengemeinschaften aus der mixotrophen Alge Dinobryon divergens, der photoautotrophen Art Asterionella formosa und dem heterotrophen Nanoflagellaten Spumella sp. einem Lichtgradient ausgesetzt. Bei niedriger Lichtintensität war Asterionella formosa die dominierende Art, während sie bei mittlerer und hoher Lichtintensität mit Dinobryon divergens koexistierte. Die Anwesenheit von Dinoryon hatte einen deutlichen aber von der Lichtintensität abhängigen Effekt auf die Bakterienpopulationen. War genügend Licht vorhanden, erreichte die Dinobryon-Population eine höhere Dichte, was zu einer niedrigeren Bakterienabundanz führte.

Abstract

(Englisch)

Mixotrophic algae have to maintain energy costly cell structures for photosynthesis and phagotrophic nutrition. Such additional expanses accompanied by reduced efficiency could result in overall higher light requirement and/or lower maximum growth rates. In this study the growth rates of three different mixotrophic species, Poterioochromonas malhamensis, Ochromonas tuberculata and Dinobryon divergens, were studied under different light conditions. Algae were grown as monocultures in batch experiments on WC medium. By comparing data from the literature, a clear tendency was found that mixotrophs exhibit lower maximum growth rates than photoautotrophic algae. Glucose addition was used to trigger bacterial growth and resulted in higher growth rates of the mixotrophic algae. Effects of glucose addition at low light were species specific and did not support growth of D. divergens. Obviously D. divergens cannot sufficiently compensate unmet energy demands by phagotrophy. On the contrary, P. malhamensis mainly gains energy by ingesting bacteria and uses light as a source of energy only when prey is limiting. Knowing to what extent a mixotrophic species depends on light and bacteria, allows for more precise predictions where its ecological niche is located in the water column. It also allows for making assumptions on how these algae cope when competing with other species, e.g. phototrophic phytoplankton. In an additional experiment, communities of the mixotrophic Dinobryon divergens, the photoautotrophic Asterionella formosa and the heterotrophic nanoflagellate Spumella sp. were exposed to a light gradient. When light intensity was too low, Asterionella was able to outcompete Dinobryon, whereas under intermediate and high light levels species coexisted. Presence of Dinobryon clearly had an effect on bacteria populations, which was also dependent on light intensity. When enough light was available Dinobryon populations increased and thus reduced bacteria density.

Autor*innen

Claudia Pezzei

Haupttitel (Englisch)

Growth rates of Chrysophytes in dependence on light intensity and bacteria abundance

Publikationsjahr

2015

Umfangsangabe

53 Seiten : Illustrationen, Diagramme

Sprache

Englisch

Beurteiler*in

Robert Ptacnik

Klassifikation

42 Biologie > 42.93 Limnologie

AC Nummer

AC13009927

Utheses ID

34321

Studienkennzahl

UA | 066 | 833 | |

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