5.2. Zooplanktonprojektet

Zooplanktonprojektet startade egentligen vid mitten av 1990-talet, men en del zooplanktonstudier hade utförts redan tidigare som en del av och fortsättning på Pelag- och Silmu-projekten. Markku Viitasalo, som huvudsakligen fått stöd från Finlands Akademi, har handlett flera av de zooplanktonstudier i Tvärminne som stötts av Stiftelsen. Stiftelsen har emellertid understött Viitasalos zooplanktonforskningar i Tvärminne genom att bevilja resurser till forskningsapparatur och -materiel, datautrustning m.m. Stiftelsen började kraftfullt stöda zooplanktonprojektet 1995. I det följande behandlas i kort de enskilda delprojekten och deltagande yngre forskare.

Markku Viitasalo har fördjupat sig i Östersjöns djurplankton, speciellt mesozooplanktonet, samt arbetat i Köpenhamn i professor Tom Kjørboes projekt med näringsupptagnings- och predationsproblem. Han har analyserat planktonserier från längre tidsperioder och jämfört dessa med årliga väderleksfluktuationer. Resultaten kunde ställas i relation till årliga och årstidsförändringar i copepoders storlek vilket inverkar på pelagiska planktonätande fiskars (strömming och vassbuk) näringsupptagning. De sista åren har Markku Viitasalo arbetat med interaktion mellan blågrönalger och djurplankton samt med mysider och fiskyngels predation på zooplankton. Markku Viitasalo kan presentera en utmärkt publikationslista från de sista åren.

Vid en sedimentkurs i Tvärminne 1991 fann Markku Viitasalo och Tarja Katajisto i Pojovikens ytsediment viloägg av copepoder. Vid laboratoriestudier i Tvärminne visade det sig att dessa viloägg, även de som befann sig djupare ned i sedimentet, var levande och gav upphov till naupliuslarver då de efter omblandning av sedimentet hamnade i lämplig miljö. Sådant hade ej tidigare konstaterats i Östersjön och det ledde till ett intressant delprojekt som belyste copepodernas biologi och säsongsuccession. Under Markku Viitasalos handledning arbetade Tarja Katajiisto med copepoders viloägg, först inom Silmu-projektet men från och med 1996 med stöd av Stiftelsen. Som nya och intresanta resultat kan nämnas följande. Olika copepodarter har olika föröknings- och övervintringsstrategier. Väsentligt är att viloäggen kan övervintra i ytsedimentet och där förblir levande och utvecklingsdugliga under flera år. Sålunda utbildas i sedimentet en reserv varifrån en ny start för populationen sker i samband med kraftig omblandning av vattenpelaren och ytsedimentet under höst och vår. Copepoderna överlever således i sedimentet en ogynnsam årstid. Äggbanken säkrar nya populationer ifall utvecklingen av naupliuslarver någon säsong skulle misslyckas. Ifråga om viloäggens utveckling spelar temperaturen och förekomsten av svavelväte en väsentlig roll. Svavelvätet i sedimentet t.o.m. förlänger viloperioden i sedimentet men hindrar viloäggen från att utvecklas. Sålunda kan viloäggen inte utvecklas där permanenta svavelväteförhållanden råder. Däremot klarar sig sucessionen bra på bottnar med tillfällig svavelväte. De två sista åren har Tarja Katajisto utrett förekomsten och övervintringsbiologin hos den nyinvandrade copepodarten Acartia tonsai Finska viken. Hennes studier har gett en förklaring till flera copepodarters förökningsbiologi och säsongsuccession i Östersjön. Resultaten har publicerats i värderade internationella serier. På basen av en del av resultaten skrev hon sin licentiatavhandling. Doktorsavhandlingen torde inom kort vara färdigställd.

Redan i samband med Pelag-projektet och klarläggandet av energiflödet i ekosystemet var man medveten om betydelsen av att känna till mesozooplanktonets roll i energiflödet i Östersjön. Copepoderna äter mindre organismer, växer, förökar sig och bildar ny biomassa som näring för högre evertebrater och fisk. Sedan 1992 har Marja Koski studerat de viktigaste omvärldsfaktorernas betydelse samt inverkan av mängden och kvaliteten av födan på copepodernas förökning och produktion. Marja Koski har arbetat med stöd från Stiftelsen. Hon har även arbetat periodvis under flera år i Holland vid Hollands havsforskningsinstituts laboratorium där man är världsspecialister. Hennes publikationsresultat i internationella serier är utmärkt. Följande kan nämnas om forskningsresultaten.

Copepodernas tillväxthastighet och förökning varierar med födans kvalitet. Två olika födoobjekt kan resultera i helt olika tillväxt. Vid laboratorieexperiment har man påvisat olika algers betydelse som näringsobjekt för copepoderna. Algerna i Östersjöns våralgsblomning (kiselalger och dinoflagellater) utgör god och näringsrik föda medan Östersjöns sommarplankton med grön- och blågrönalger är sämre föda och förorsakar dålig tillväxt hos copepoderna. Detta beror på de olika alggruppernas näringsvärde. För en god tillväxt behöver copepoderna högmolekylära, omättade fettsyror och deras förekomst varierar i olika alggrupper. Därtill är blågrönalgerna ofta giftiga. Jonna Engström har arbetat i projektet sedan 1998 med copepoders och cladocerers födointagning, överlevnad och reproduktion, speciellt blågrönalgers inverkan på nämnda processer. Hon fann skillnader i selektivitet mellan olika hoppkräftors födointagning. Däremot synes närvaron av blågrönalger ej störa copepodernas näupptagning av kvalitetsföda. Selektiviteten gör att copepoderna klarar sig bland blågrönalgerna till följd av sin förmåga att undvika sådana alger samt förmågan att tåla blågrönalgstoxiner.

Östersjöns eutrofiering förändrar ekosystemets algsammansättning. Denna förskjuts mot dålig och giftig föda för copepoder. Därigenom gynnas copepoder som klarar sig på denna näring. Emellertid kan en därav förorsakad förändring av mesozooplanktonets sammansättning inverka menligt på strömming och vassbuk som utnyttjar copepoder som föda. Studierna visar hur en förändring av organismsamhällets struktur har långt gående inverkan på hela ekosystemet. Arbetsgruppen har publicerat sina resultat i värderade internationella serier. Marja Koski disputerade för doktorsgraden våren 1999 (ecl).

Sanna Tanskanen arbetade med mesozooplankton, först inom Silmu-projektet och senare i zooplanktonprojektet med stöd av Stiftelsen. Efter att ha arbetat med copepoders vinterekologi övergick hon till att utreda copepodernas temporala och spatiala kolhalt, samt deras näringsupptag och tillväxt. Arbetena är också publicerade i värderade internationella publikationsserier.

Ett intressant problem har varit betydelsen av copepoders avföringspakets, s.k. fecal pellets, betydelse för sedimentationen av organiskt material i Östersjön. I oceanerna synes dessa paket vara en viktig väg för transporten av organiskt material och energi till ekosystemets djupare skikt. I samarbete med Anna-Stiina Heiskanen (doktorerade 1998, ecl) studerade Mirja Rosenberg fecal pellets roll i kolflödet till sedimentet. De första studierna i Östersjön visade att deras betydelse i Östersjön är av minimal betydelse med tanke på den totala sedimentationen.

Zooplankton som strömmingens näringsobjekt har i projektet studerats av Juha Flinkman som fått stöd av Stiftelsen sedan 1995. Han studerade maginnehållet ur ett stort strömmingsmaterial från Östersjön. Strömmingen är i Östersjöns ekosystem en nyckelart, som huvudsakligen äter mesozooplankton. Med statistiska uträkningar kunde Flinkman kostatera att strömmingen har en selektiv födointagning. Strömmingen gynnar större, fettrika copepoder och speciellt de som bär äggsäckar och är väl synliga.

Juha Flinkman kunde påvisa att strömmingens tillväxt var beroende av näringstillgången och näringens kvalitet vilken regleras av abiotiska faktorer. Torsken, den huvudsakliga predatorn, reglerar strömmingsbeståndet i Östersjön. Då salthalten sjönk och torskbeståndet minskade under slutet av 1980-talet och början av 1990-talet, ökade strömmingsbeståndet i Östersjön men tillväxten försvagades och kvaliteten försämrades. Här inverkade två faktorer. För det första då predatorn saknades, ökade den inbördes konkurrensen om födan, kanske även konkurrensen med vassbuken. För det andra har den minskade salthalten förändrat mesozooplanktonsammansättningen och dess kvalitet som föda (de som näring viktiga copepoderna Pseudocalanus och Temora har minskat). Sålunda regleras strömmingsbeståndet både av biotiska (top-down) och abiotiska (bottom-up) faktorer. Därtill fann Flinkman att strömmingen helst åt äggsäcksbärande copepodhonor. Detta borde inverka på copepodpopulationenas storlek och succession. Emellertid kunde Flinkman påvisa att copepodäggen gick intakta genom strömmingens matsmältningskanal, vilket är en viktig upptäckt då man avgör predatortrycket på copepodpopulationerna. Arbetena har publicerats i internationella serier. Juha Flinkman disputerade för doktorsgraden hösten 1999.

De sista åren har Markku Viitasalo tillsammans med Milla Rautio (1997) och senare med Maiju Viherluoto och Sandra Green studerat hur djurplankton förmår undvika mysiders och fiskyngels predation. Studierna har gjorts med avancerade filmningsmetoder i Tvärminne och resultaten är internationellt av stort intresse. Mysidernas födointag, tillväxthastigheter och födoselektivitet har utgjort de speciella studieobjekten. Av resultaten kan nämnas följande. Mysiderna avbetar växtplankton men utgör också predatorer på mesozooplankton. Sålunda kan de reglera växt- och djurplanktonmängden i vattnet varvid de konkurrerar med strömming och vassbuk om födan. Mesozooplanktonet är för mysiderna den energetiskt gynnsammaste födan. Mysiderna är selektiva predatorer. Om predationen riktar sig på vissa arter i ett artfattigt system kan mysiderna förändra planktonsamhällets struktur, vilket kan bli negativt för pelagiska fiskar. Emellertid är mysiderna mångsidiga i sitt näringsval varvid den sjunkande salthalten med utarmning av de marina copepoderna ej nämnvärt synes ha menligt inverkat på mysidernas näringstillgång.

Zooplanktonprojektet är mycket internationellt inriktat. Inom projektet har både forskningen och skolning av unga forskare varit tacknämligt. Nära kontakter har knutits till utländska laboratorier och forskare. De yngre forskarna har arbetat tidvis utomlands och presenterat sina forskningsresultat på internationella symposier. Alla resultat av värde publiceras i internationella, krävande serier.