Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Het hoofddoel van deze thesis bestond erin het inzicht te veruimen in de evolutionaire ecologie van anti-predatie gedrag in de watervlo Daphnia magna. De ecologische context van predator-prooi interacties is reeds veel bestudeerd en veel aandacht hierbij is gegaan naar predator geïnduceerde morfologische-, gedrags- en levensgeschiedenis kenmerken. In tegenstelling is nog maar weinig geweten over fysiologische/biochemische veranderingen in respons op predatie. Door de incorporatie van dergelijke kenmerken willen we een meer volledig beeld krijgen van de verdedigingsmechanismen tegen predators. Hiervoor pasten we een dubbele strategie toe. Langs de ene kant hebben we gescreend voor fysiologische kenmerken die potentieel kunnen worden toegevoegd aan de set van verdedigingsmechanismen die door Daphnia worden aangewend in respons op vispredatie. Langs de andere kant hebben we gebruik gemaakt van een proteomics benadering, waarbij we proteïnen hebben geïdentificeerd die differentieel tot expressie komen bij predatierisico. Behalve als eindpunten kunnen fysiologische/biochemische kenmerken ook onderliggende mechanismen blootleggen van reeds gekende verdedigingsmechanismen. Dit zal onze kennis verruimen van hoe prooien omgaan met predatie en hoe meervoudige verdedigingsstrategieën worden geïntegreerd. Om specifiek te kijken naar de evolutie van fysiologische/biochemische kenmerken gerelateerd aan verdediging ten opzichte van natuurlijke vijanden, hebben we gebruik gemaakt van een ‘herrijzenis’ aanpak. We hebben het evolutionaire potentieel en het evolutionaire traject gekwantificeerd van twee van de bestudeerde kenmerken, in D. magna afkomstig van drie verschillende subpopulaties gescheiden in de tijd. Deze Daphnia zijn afkomstig van rusteieren uit verschillende diepten van een rusteierenbank van een natuurlijke vijver uit Oud Heverlee. Omdat we de geschiedenis kennen van zowel de visbepotingen als van de parasitaire druk doorheen de tijd, zijn we in staat om dit te vergelijken met het expressie patroon van onze kenmerken te vergelijken. Hierdoor kunnen we de evolutionaire veranderingen van de populatie reconstrueren in respons op de aanwezigheid van verschillende vijanden. In hoofdstuk 1 hebben we ons geconcentreerd op een specifieke fysiologisch eindpunt: heatshock proteïne 60 (Hsp60), een belangrijk stress proteïne, dat betrokken is in de cellulaire verdediging. We hebben het effect van viskairomonen getest op de hoeveelheid Hsp60, en konden een tijdelijke inductie aantonen na blootstelling aan predator stress. Dit suggereert dat Hsp60 wordt opgereguleerd in reactie op acute predator stress, zodat andere verdedigingsmechanismen kunnen ontwikkelen en de verdediging overnemen. We vonden genetische variatie voor de inductie respons, zowel als voor de constitutieve hoeveelheid aan Hsp60, gelinkt aan de natuurlijke habitatten van de clones en de residente vispredatie. In hoofdstuk 2 hebben we het aantal betudeerde fysiologische kenmerken uitgebreid en getest in welke mate de response op predatie afhankelijk is van de voorradige energie (voedsel stress). Voedsel stress had een sterke invloed op alle bestudeerde kenmerken, terwijl de response op predatie in tegenstelling tot bij de levensgeschiedenis kenmerken, minder uitgesproken was voor de fysiologische kenmerken. Relatieve investering in verdediging was hoger bij voedsel stress, terwijl als voedsel meer voorradig is, meer energie geïnvesteerd werd in reproductie. In de volgende twee hoofdstukken hebben we aangetoond dat de subpopulaties van ons studiesysteem een sterk evolutionair potentieel had en hebben de evolutionaire veranderingen van de hoeveelheid stress proteïnen Hsp60 (hoofdstuk 3) en de activiteit van het enzym profenoloxidase (proPO) (immuniteit: hoofdstuk 4) gereconstrueerd. Hsp60 levels stegen gelijkmatig doorheen de tijd, parallel aan de stijging in parasitaire druk in de vijver, waardoor ze dus niet overeenkwamen met de veranderingen in vispredatie. Ook de proPO activiteit steeg doorheen de tijd, maar dit enkel tussen de oudste periode met een zeer lage densiteit aan parasieten en de daaropvolgende periode met een verhoogde parasieten druk. Naast voor fototactisch gedrag, waar reeds een evolutionaire respons was beschreven, hebben we zeer snelle (5-10 jaar) microevolutie in een natuurlijke populatie aangetoond voor zowel Hsp60 en proPO. Predatie en parasieten hebben in deze populatie een zeer sterke selectie druk gevormd die evolutie veroorzaakt heeft in de verdedigingsmechanismen. In het laatste hoofdstuk (hoofdstuk 5), hebben we een methode geoptimaliseerd om proteïnen expressie profielen te vergelijken tussen dieren die al dan niet werden blootgesteld aan predators. We hebben 30 differentiële proteïnen tussen predator blootgestelde en controle dieren geïdentificeerd. Hoewel onze resultaten nog in een exploratief stadium zitten, hebben we reeds enkele interessante proteïnen gevonden, waarvan de functie is gerelateerd met energie opname en allocatie, gen regulatie, cytoskelet karakteristieken, signaal transductie, en resistentie tegen hypoxia en parasieten. Alles bij elkaar toont het in deze thesis voorgestelde onderzoek aan dat fysiologische/biochemische kenmerken, zowel als eindpunten als intermediairen in onderliggende processen, een extra inzicht kunnen bijbrengen over hoe prooien omgaan met predators en parasieten. De exploratieve proteomics resultaten geven aan dat de ontwikkelde techniek veelbelovend zijn voor verder onderzoek naar hoe fysiologische kenmerken betrokken zijn in de onderliggende mechanismen van anti- predatie verdediging and de link met verdediging ten opzichte van andere stressoren. The main goal of this dissertation was to broaden our insight into the evolutionary ecology of anti-predator traits in the water flea Daphnia magna. The ecological context of predator-prey interactions is well-studied and a lot of attention went to predator-induced morphological, behavioural and life history traits. In contrast, little is known about the physiological/biochemical responses to predation. Through the incorporation of such traits we wanted to gain a more complete picture of the predator defence. We followed a double strategy. On the one hand, we screened for physiological traits that potentially could be added to the set of defence mechanisms used by Daphnia in response to fish predation . On the other hand, we followed a proteomics approach and identified differentially expressed proteins under predation risk. Besides being end points, physiological/biochemical traits also could reveal underlying mechanisms of already known defence mechanisms. This will improve our knowledge on how prey cope with predation and how multiple defence strategies are integrated. To specifically focus on the evolution of physiological/biochemical traits related to natural enemies we followed a resurrection approach. We quantified the evolutionary potential and evolutionary trajectory of two focal traits, in D. magna from three different subpopulations separated in time and hatched from a resting egg bank of a natural system, Oud Heverlee pond. As we know the history of fish stockings as well as the changes in parasite pressure through time, we were able to compare this with the expression patterns of our traits, reconstructing the evolutionary response of the population in response to the different enemies. In, chapter 1, we concentrated on a specific physiological endpoint: heat shock protein 60 (Hsp60), an important stress protein involved in cellular defence. We tested the effect of fish kairomones on levels of Hsp60, and were able to show a transient induction after predator stress. This suggests that Hsp60 is up-regulated in response to acute predator stress, where after other defences take over. There was genetic variation in induction as well as constitutive levels of Hsp60, linked to the fish predation history in the natural habitat of the clones. Chapter 2 extended the list of physiological traits and tested to what extent the responses to predation risk were dependent upon energy availability (food stress). Food stress had a strong influence on all studied traits, while the response to predation risk was mostly in the life history traits and much weaker in the physiological traits. Relative investment in defence was higher under food stress, while at high food levels more energy was invested in reproduction. In the next two chapters we demonstrated evolutionary potential and reconstructed the evolutionary trajectory of the levels of stress protein Hsp60 (chapter 3) and the activity of the enzyme prophenoloxidase (immune function; chapter 4). Hsp60 levels monotonously increased through time, paralleling the increase in parasitic load, while not fitting the changes in fish predation pressure in the pond. Also the activity of prophenoloxidase increased through time but only between the oldest period with very low parasite density and the succeeding periods with increased parasite pressure. Next to phototactic behaviour, where the evolutionary response already was documented, we showed for both Hsp60 and proPO that micro-evolution occurred very rapidly (in a period of 5 to 10 years) in a natural population. Predation and parasites therefore may have been strong selective agents, driving the evolution of defences in the Oud Heverlee population. In a final chapter (chapter 5), we optimized and carried out a comparative analysis of protein expression profiles between predator-exposed and control animals. We identified 30 differentially expressed proteins under predator stress. Although our results are exploratory, we already found some interesting proteins, of which the function is related to energy acquisition and allocation, gene regulation, cytoskeletal characteristics, signal transduction, resistance to hypoxia and resistance to parasites. Taken together, the research presented in this thesis demonstrated that physiological/biochemical traits may gave additional insights, both as end points and as intermediates in pathways, in the study of how prey can cope with predators and how this may affect defence against parasites. The exploratory results of the proteomic analysis indicate that this is a promising tool to further explore physiological/biochemical correlates of the anti-predator defence and links with defences against other stressors. Organismen in de natuur, worden vaak geconfronteerd met verschillende stress factoren. Maar ondanks het feit dat hun omgeving hen grote uitdagingen biedt, hebben organismen zich toch op bijna alle mogelijke plaatsen op aarde succesvol weten te vestigen. Om dit te bereiken hebben organismen een heel gamma aan verdedigingsmechanismen ontwikkeld. Maar omdat omgevingsfactoren constant veranderen in plaats en doorheen de tijd, moeten organismen zich constant aanpassen om zich zo te weten te beschermen tegen stressoren die hen anders op een bepaalde plaast zouden uitsluiten. Om de capaciteit van een organisme om zich te wapenen tegen omgevings stress te bestuderen, hebben we in deze studie gekeken naar de evolutionaire ecologie van predator geïnduceerde verdedigingsmechanismen in de watervlo Daphnia magna. Daphnia zijn belangrijke organismen binnen een aquatische gemeenschap. Ze zijn heel efficiente algen begrazers en vormen zelf het geliefkoosde voedsel voor vele vissen. Om zich te verdedigen tegen vispredatie hebben ze verschillende aanpassingen in morfologie, gedrag en levensgeschiedenis kenmerken ontwikkeld Alhoewel de ecologische context van de predator-prooi interacties al veel bestudeerd is, weten we eigenlijk nog maar weinig hoe predatie deze veranderingen veroorzaakt. Om een meer volledig beeld te krijgen van de verdedigingsmechanismen hebben we de response van een aantal fysiologische kenmerken op predatorstress bestudeerd. Door ook de onderliggende mechanismen van verdedigingsmechanismen te bestuderen kunnen we meer te weten komen over mogelijke interacties en beperkingen bij het voorkomen van verschillende verdedigingsmechanismen en hun effect op de stressor. We hebben ons verder gefocused op hoe verdedigingsmechanismen kunnen veranderen doorheen de tijd in een natuurlijke populatie (vijver Oud Heverlee). Omdat we de geschiedenis kennen van de visdensiteiten in deze vijver, tesamen met de veranderen parasitaire druk doorheen de tijd, konden we bestuderen hoe Daphnia zich hebben kunnen aanpassen aan het voorkomen van deze natuurlijke vijanden en welke verdedigingsmechanismen ze hebben ontwikkeld. We hebben hierbij kunnen aantonen dat er evolutionaire veranderingen konden optreden in een zeer korte tijdsperiode (tussen 5 a 10 jaar). We volgden voor ons onderzoek een dubbele strategie. Langs de ene kant, hebben we ons gefocused op specifieke fysiologische kenmerken, waarvan we reeds aanwijzingen hadden dat ze belangrijk konden zijn voor verdediging bij vis predatie. Langs de andere kant hebben we via een proteomics benadering naar proteinen gezocht die verschillend tot expressie komen tussen gestresseerde en controle dieren. Dit geeft ons een meer volledig beeld van de effectieve processen die aan de basis liggen van de verdedigingsmechanismen, wat op termijn kan leiden tot een volldeig beeld van hoe prooien zich aanpassen aan de aanwezigheid van een predator of zelfs hoe ze verdedigingsstrategiën bij meerdere vijanden kunnen integereren. Organisms in nature are faced with many stress factors. However, despite this many challenges imposed by their environment, organisms have settled successfully on almost all possible places on earth. To this end, organisms have developed a wide range of defence mechanisms. Further as environments are constantly changing in space and time, organisms have to adapt in order to cope with stressors that would otherwise preclude them from occupying certain habitats. To study the ability of an organism to deal with environmental stress we looked at the evolutionary ecology of anti-predator traits in the water flea Daphnia magna. Daphnia are key organisms in aquatic communities, as they often are the preferred food of many fishes and themselves are efficient grazers of algae. Although the ecological context of predator-prey interactions is studied quite a lot, we do not know much on how predation is causing all the responses in morphology, behaviour or life history. We therefore incorporated the physiological responses to predation to gain a more complete picture of the predator defence. By also studying the underlying mechanisms of the defence traits, this learns us about possible interactions or constraints that may limit the way of dealing with the stressor. We also focused on how the defence mechanisms could have changed through time in a natural pond (Oud Heverlee). As we know the history of fish stockings as well as the changes in parasite pressure through time, we could study how the Daphnia have developed defence mechanisms in order to cope with its natural enemies. We were able to show that very fast evolutionary responses have occurred over a very short time (in a period of 5 to 10 years) We followed a double strategy. On the one hand, we screened for specific potential physiological traits that might be important in the response to fish predation On the other hand, we followed a proteomics approach and identified proteins that differed between stressed and unstressed animals, which enabled us to study the processes causing the defence mechanisms. This will improve our knowledge how prey cope with predation and how multiple defence strategies are integrated.

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Northern Ethiopia highlands are a densely populated region that suffers from strong ancient and ongoing deforestation. The region is dependent on rain-fed agriculture and has a history of recurrent droughts. To alleviate the dependency on rain-fed agriculture, microreservoirs have been constructed during the course of the last decades to harvest water during the rainy season to be used for irrigating fields during the dry season. The reservoirs serve many purposes and have strong added value, but many suffer from excessive algal blooms, including potentially toxic cyanobacteria blooms. As there was no previous information on the ecology of these semi-arid highland tropical reservoirs, we engaged in a study designed to document the baseline data of the limnological and ecological characteristics of the reservoirs, to assess the variables that determine zooplankton community structure, to document temporal variation in abiotic and biotic variables, to assess whether the trophic structure is bottom-up or top-down controlled, and document the effect of fish (mainly the small riverine genus Garra) on biotic and abiotic variables in the reservoirs. We started with a field survey of a set of 32 reservoirs that are representative for the permanent reservoirs in the region. This field survey was intended to describe the ecological conditions in the reservoirs and obtain an overview on the variation in reservoir ecology. This survey was carried out in both the wet and dry season to capture seasonal variation, and included regional, morphometric, abiotic and biotic variables, the latter ranging from bacteria to fish. Seasonal variation was also assessed in more detail by monitoring eight selected reservoirs on a monthly basis during a whole year. In an effort to better understand the trophic structure of the reservoirs and identify mechanisms that potentially lead to cyanobacteria blooms, we also carried out a field enclosure experiment testing for the impact of fish on abiotic conditions in the water column as well as the dynamics of zooplankton species composition and densities, and phytoplankton and cyanobacteria biomass. In general, the studied reservoirs were characterized by high nutrient concentrations and high turbidity. Most of the reservoirs harbour a population of the riverine fish Garra . Among the zooplankton, the water flea Daphnia was observed in a majority of the reservoirs, and most reservoirs suffered from cyanobacteria blooms (mainly Microcystis ). The most important axis of variation in abiotic variables was represented by a gradient in nutrients and altitude that was positively associated with suspended matter and oxygen concentration, and negatively with water transparency. Phytoplankton and fish biomass tended to be positively related with the concentration of total phosphorus, whereas cladoceran biomass was not associated with nutrient concentrations. The former suggests a bottom-up control, whereas the latter may reflect a moderate top-down impact. The biomass of cyanobacteria was negatively related to the biomass of cladocerans ( Daphnia ), which likely reflects a top-down effect. The occurrence and abundance of macrophytes tended to be positively related to water transparency and was negatively associated to phosphorus concentration and the amount of livestock frequenting the reservoirs. However, macrophytes were not limited to clear-water reservoirs. We identified a total of fifteen cladoceran species in the highland reservoirs of Tigray. Within the zooplankton community, the genus Daphnia was observed in all reservoirs and was the most abundant cladoceran in our study. Using presence-absence data, no association between cladoceran community and geographic distance was observed. Depth, altitude and fish biomass showed a significant association with cladoceran community composition during the wet season, whereas variation in cladoceran community structure was associated with phytoplankton biomass in the dry season. We observed pronounced temporal variation in both abiotic and biotic variables in the reservoirs. This involved both seasonal variation (wet / dry season) and year-to-year variation. In the survey study, correlations between the wet and dry season were weak for most variables, which suggests that individual reservoirs behaved rather differently in their response to seasonal changes. In our monitoring study, temporal patterns for limnological variables, such as temperature, pH, conductivity, suspended matter, total phosphorus and total nitrogen were pronounced and seemed to a large degree associated with patterns of rainfall, thus also showing some consistency among reservoirs. In contrast, water transparency, phytoplankton chlorophyll a and biomass of cyanobacteria were variable among reservoirs and did not show a consistent temporal pattern. Among the zooplankton, only the genera Diaphanosoma and Ceriodaphnia tended to show a significant temporal pattern, with higher abundances in the dry than in the wet season. Due to the pronounced year-to-year variation for biological variables, it is difficult to make strong predictions on when to expect algal blooms or high densities of zooplankton. Yet, one recurrent finding in both our survey and monitoring study was a tendency for a negative association between the relative abundance of Daphnia and Diaphanosoma in the cladoceran community, and a negative association between the biomass of Daphnia carinata and the relative abundance of cyanobacteria in the phytoplankton community. We conducted a controlled field enclosure experiment in two reservoirs in both the wet and dry season testing for the impact of fish (Garra) on abiotic and biotic variables in the water column. The presence of Garra in general increased the amount of suspended matter, nutrient concentrations (total nitrogen and total phosphorus), phytoplankton and to some extent also Microcystis biomass (including the proportion of Microcystis in the phytoplankton community), and reduced water transparency. The positive effect of the presence of Garra on nutrient concentrations and phytoplankton productivity indicate that Garra may have the potential to indirectly affect food web functioning through bottom-up effects, by enhancing nutrient concentrations through sediment resuspension and excretion of nutrients. However, our data on a subset of the experiments also provide some evidence for a potential of Garra to exert top-down control on large bodied daphnids. Both the results of our field survey and the enclosure experiment indicate that bottom-up control dominates the trophic structure in the reservoirs, but that there is also evidence for some top-down effects, both of fish on zooplankton (Daphnia) as well as of Daphnia (D. carinata) on cyanobacteria. Both our field observations and our experimental results are in agreement with the idea that fish, mainly Garra species in the reservoirs studied, exert both a bottom-up as well as a top-down effect on zooplankton, with the bottom-up effect being mediated by an increase in nutrient and phytoplankton levels. Based on the results we obtained in the present study, we present some guidelines for the further management of the reservoirs. These include a reduction of nutrient and sediment input by stimulating vegetation recovery along hill-slopes as well as a reduction of the impact of cattle by limiting their access to the reservoirs. Our data also suggest that it may be important to reduce the impact of fish on the reservoirs, either by removing them by netting, by inoculating the reservoirs with an indigenous predatory fish, or by replacing them by a marketable fish such as Tilapia. The reservoirs in Tigray, northern Ethiopia serve many purposes and have strong added value, but many suffer from excessive algal blooms, including potentially toxic cyanobacteria blooms. As there was no previous information on the ecology of these semi-arid highland tropical reservoirs, we engaged in a study designed to document the baseline data of the limnological and ecological characteristics of the reservoirs, to assess the variables that determine zooplankton community structure, to document temporal variation in abiotic and biotic variables, to assess whether the trophic structure is bottom-up or top-down controlled, and document the effect of fish on biotic and abiotic variables in the reservoirs. We started with a field survey of a set of 32 reservoirs that are representative for the permanent reservoirs in the region. Seasonal variation was also assessed in more detail by monitoring eight selected reservoirs on a monthly basis during a whole year. In an effort to better understand the trophic structure of the reservoirs and identify mechanisms that potentially lead to cyanobacteria blooms, we also carried out a field enclosure experiment testing for the impact of fish on abiotic conditions in the water column as well as the dynamics of zooplankton species composition and densities, and phytoplankton and cyanobacteria biomass. In general, the studied reservoirs were characterized by high nutrient concentrations and high turbidity. Most of the reservoirs harbour a population of the riverine fish Garra . We identified a total of fifteen cladoceran species in the highland reservoirs of Tigray. Within the zooplankton community, the genus Daphnia was observed in all reservoirs and was the most abundant cladoceran in our study, and most reservoirs suffered from cyanobacteria blooms (mainly Microcystis ). Phytoplankton and fish biomass tended to be positively related with the concentration of total phosphorus, whereas cladoceran biomass was not associated with nutrient concentrations. The biomass of cyanobacteria was negatively related to the biomass of cladocerans ( Daphnia ), which likely reflects a top-down effect. We observed pronounced temporal variation in both abiotic and biotic variables in the reservoirs. This involved both seasonal variation (wet / dry season) and year-to-year variation. In our monitoring study, temporal patterns for limnological variables, such as temperature, pH, conductivity, suspended matter, total phosphorus and total nitrogen were pronounced and seemed to a large degree associated with patterns of rainfall, thus also showing some consistency among reservoirs. In contrast, water transparency, phytoplankton chlorophyll a and biomass of cyanobacteria were variable among reservoirs and did not show a consistent temporal pattern. Due to the pronounced year-to-year variation for biological variables, it is difficult to make strong predictions on when to expect algal blooms or high densities of zooplankton. Yet, one recurrent finding in both our survey and monitoring study was a tendency for a negative association between the relative abundance of Daphnia and Diaphanosoma in the cladoceran community, and a negative association between the biomass of Daphnia carinata and the relative abundance of cyanobacteria in the phytoplankton community. The presence of Garra (fish) in general increased the amount of suspended matter, nutrient concentrations (total nitrogen and total phosphorus), phytoplankton and to some extent also Microcystis biomass (including the proportion of Microcystis in the phytoplankton community), and reduced water transparency. Both the results of our field survey and the enclosure experiment indicate that bottom-up control dominates the trophic structure in the reservoirs, but that there is also evidence for some top-down effects, both of fish on zooplankton (Daphnia) as well as of Daphnia (D. carinata) on cyanobacteria. Both our field observations and our experimental results are in agreement with the idea that fish, mainly Garra species in the reservoirs studied, exert both a bottom-up as well as a top-down effect on zooplankton, with the bottom-up effect being mediated by an increase in nutrient and phytoplankton levels. Based on the results we obtained in the present study, we present some guidelines for the further management of the reservoirs. These include a reduction of nutrient and sediment input by stimulating vegetation recovery along hill-slopes as well as a reduction of the impact of cattle by limiting their access to the reservoirs. Our data also suggest that it may be important to reduce the impact of fish on the reservoirs, either by removing them by netting, by inoculating the reservoirs with an indigenous predatory fish, or by replacing them by a marketable fish such as Tilapia.

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

De Zuidelijke Oceaan, d.w.z. de zee omsloten door het Antarctisch Polair Front en het Antarctisch continent, speelt een sleutelrol in het wereldklimaat en koolstofbudget. Het systeem wordt geïsoleerd van andere zeeën door sterke circumpolaire stromingen en wordt gekenmerkt door sterke eizoenswisselingen. Het langdurige isolement van het ecosysteem heeft geleid tot een diverse fauna met een hoge mate van endemisme gaande van unicellulaire eukaryoten (zoals Foraminafera) tot zoogdieren. Zodoende is een goede kennis van de ecologie en evolutie onontbeerlijk. In een eerste deel werd de samenstelling van de pelagische ichthyofauna onderzocht in twee minder bestudeerde zones van de Zuidelijke Oceaan. Stalen werden verzameld in de bovenste 200 m van de Kosmonaut en Coöperatie Zee. ‘s Zomers werd een totaal van 332 individuen verzameld, met als meest voorko­mende vissoorten Pleurogramma antarcticum (34%), Notolepis coatsi (27%) en Electrona antarctica (26%). Cluster analyse onthulde twee duidelijke gemeen­schap­pen: een notothenioide gedomineerde kustgemeenschap en een ocea­nische gemeenschap gedomineerd door mesopelagische vissen. Omgevings­factoren die verband houden met deze opsplitsing werden onderzocht met Redun­dan­tie Analyse (RDA). De notothenioide P. antarcticum werd geasso­ci­eerd met ondiepe kustgebieden gekenmerkt door hoge chlorofyl a concen­traties. Larvale stadia van E. antarctica, N. coatsi en G. glacialis werden gevonden in dieper water en vertoonden een positieve correlatie met hogere tem­pe­raturen en een dieper reikende gemengde laag. Postmetamorfe stadia van E. antarctica werden meestal na zonsondergang gevangen en waren negatief gecorreleerd met de hoogte van de zon boven de horizon. De waarneming van hogere densiteiten in het oostelijke gedeelte van het staalnamegebied weerspiegelt eerder een temporeel dan een geografisch effect. Alle drie meest voorkomende vissen, E. antarctica, P. antarcticum en N. coatsi, voeden zich met een variatie van mesozoöplankton inclusief copepoden, amfipoden en euphasiid larven, wat aansluit bij vorige rapporten over gelijkaardige levensstadia. In de Lazarev Zee werd in de herfst een totaal van 1997 individuen verzameld met als meest algemene vissoorten P. antarcticum (12%), N. coatsi (18%) en E. antarctica (62%). De larvale soortengemeenschap bestond uit een diverse kust­ge­meenschap met hoge densiteiten aan P. antarcticum larven en een minder diver­se oceanische gemeenschap gedomineerd door N. coatsi en E. antarctica. Er werden geen postlarvale vissen gevangen in de kustgebieden. De oceanische ge­meen­schap van postlarvale vissen bestond uit Bathylagus antarcticus, Gymnoscopelus braueri, G. nicholsi en E. antarctica. Deze laatste soort was dui­de­lijk dominant in aantal en biomassa; ze kwam voor met gemiddelde densiteiten van respectievelijk 0.17 m-2 en 0.26 g m-3. De densiteit van de postlarvale E._antarctica werd met een Generaliseerd Additief Model duidelijk gerelateerd aan de abundantie van Antarctisch krill, Euphasia superba, oceaan diepte en tempe­ratuur van de zeeop­per­vlak­te. Het dieet van E. antarctica werd overheerst door cope­poden en euphausiid larven. Om de rol van mesopelagische vissen in het voedselweb van de Zuidelijke Oce­aan beter te begrijpen, werden de energie- en waterinhoud van B. antarcticus, E._antarctica and G. braueri onderzocht. Speciale aandacht werd geschonken aan de effecten van grootte en seizoenaliteit in E. antarctica. Gemiddelde energie-inhoud per gram droog gewicht van B. antarcticus (20.4 kJ g-1) was beduidend lager dan bij E. antarctica en G. braueri (beide 29.4 kJ g-1 ). Bij E. antarctica was er een duidelijke stijging van drooggewicht energie densiteit met de leeftijd, alsook van de seizoenale schommelingen in energiedensiteit. Waterinhoud nam bij alle drie soorten af met de grootte en was een goede schatting van het nat gewicht energie densiteit. Algemeen voorkomende hoog energetische soorten zoals E. antarctica bekleden een sleutelpositie in het voedselweb. Wegens een duidelijk leeftijdseffect op energieinhoud, kan leeftijdstructuur een belangrijke variabele zijn in schattingen van energiestromen in het ecosysteem van de Zuidelijke Oceaan. De gemiddelde densiteit van E. antarctica in de bovenste 200 m van de Lazarev Zee was 2.8 kJ m-2, wat evenwaardig is aan 36% van de energie bewaard in stocks van Antarctische krill en waarschijnlijk beduidend hoger als een groter dieptebereik wordt beschouwd. Dit suggereert dat E. antarctica een belangrijke energie overbrenger is in het voedselweb van de Lazarev Zee. Zo’n waarneming daagt het klassieke paradigma van een krill gedomineerd voedselweb van de Zui­de­lijke Oceaan uit. Het tweede deel begon met het verkennen van de genetische structuur van E. antarctica. Mariene pelagische soorten worden dikwijls gekenmerkt door subtiele en complexe genetische structuren en dynamieken. Mariene soorten vertonen ken­mer­ken, zoals grote dispersiecapaciteit en populatiegroottes, die genmigratie promoten in een omgeving waarin duidelijke fysische grenzen ontbreken. Een set van zeven soortspecifieke microsatelliet merkers werd ontwikkeld en gebruikt om de populatie structuur van E. antarctica te onderzoeken. Op een circumantarc­tische schaal kon geen significante genetische structuur worden ontdekt. Een aantal simulaties werd uitgevoerd om het hiervoor verantwoordelijke mechanisme verder te onderzoeken. Deze bevestigden dat E. antarctica gekenmerkt wordt door grote populatiegroottes en middelmatige tot hoge migratie. Deze bevindingen onderlijnen een wijdverspreide distributie van deze soort in de Zuidelijke Oceaan en zijn relevant voor het beheer van mesopelagische visstocks. Genetische patronen geobserveerd in E. antarctica werden vergeleken met deze van twee trematomiden, Trematomus newnesi en T. bernacchii. De trematomi­den behoren tot de meest recente radiaties binnen de Notothenioidei, een unieke soortenwolk typisch voor de Zuidelijke Oceaan. Ze leven verspreid in de hoog Antarctische zone en vertonen een variëteit aan ecologische en levensgeschiedeniskenmerken van benthisch tot cryopelagisch. Binnen de Trematominae werden voorbeelden van fenotypische plasticiteit en mogelijke cryptische speciatie geobserveerd, wat problematisch kan zijn bij morfologische ident­i­ficatie van volwassen stadia. Bovendien missen postlarvale en juveniele stadia, die nog in ontwikkeling zijn, dikwijls kenmerkende eigenschappen. Alvorens de genetische patronen te bestuderen in deze twee soorten werd een genetische identificatiemethode ontwikkeld om deze en andere trematomiden te identificeren. Een microsatelliet DNA multiplex van zes merkers werd ontwikkeld voor T. newnesi en getest op vijf bijkomende trematomide taxa: Pagothenia borchgrevinki, T. bernacchii, T. eulepidotus, T. hansoni en T. scotti. Deze zes microsatelliet loci werden gebruikt om de genetische differentiatie tussen soorten en de sterkte van deze microsatelliet loci voor individuele soortbepaling na te gaan. De zes soorten konden duidelijk onderscheiden worden met behulp van conventionele en individuele Bayesiaanse soortbepaling. Dit merkerset is bruikbaar voor een aantal doelen, gaande van de identificatie van eieren, en larvale en adulte stadia inclusief deze van T. bernacchii en T. newnesi. T. bernacchii en T. newnesi vormen uitersten binnen de Trematominae: T. bernacchii is een vis die leeft op de bodem en demersale eieren legt in sponzen en vertoont bewakingsgedrag over deze eieren, terwijl de pelagische T. newnesi een semi-pelagisch habitat verkiest en gekenmerkt wordt door pelagische larven. Deze studie geeft een eerste overzicht van de ruimtelijke microsatelliet variabiliteit bij trematomiden. De resultaten toonden het bestaan aan van een temporeel stabiele populatie van T. newnesi in Adelie Land. Hedendaagse genetische patronen waargenomen in T. newnesi en T. bernacchii lijken aanzien­lijk beïnvloed te zijn door hun respectievelijke ecologische eigenschappen. De kust­ge­bonden pelagische T. newnesi vertoonde een hoge haplotype diversiteit maar een zwakke populatiestructuur en relatief grote populatiegroottes. De benthische T. bernacchii daarentegen werd gekenmerkt door de kleinste microsatelliet diversiteit maar had een meer uitgesproken differentiatie. Deze resultaten geven aan dat een meer pelagische ecologie en reproductie een Antarctische vissoort minder gevoelig maakt voor klimaatfluctuaties, juist doordat de verbinding hoger is tussen populaties. E.antarctica wordt gekenmerkt door een voorkomen in diverse omgevingen, een divers dieet en hoge energetische waarde, wat hem tot een belangrijke en veelzijdige schakel maakt in het voedselweb van de Zuidelijke Oceaan. Bovendien vertoont de stock hoge effectieve populatiegroottes en een sterke uitwisseling tussen populaties. Deze kenmerken onderlijnen het belang van deze soort in een hedendaags en toekomstig tijdskader. Omwille van zijn veelzijdige natuur zou deze soort heel goed aangepast zijn aan het veranderende milieu van de Zuidelijke Oceaan om zo de concurrentie aan te gaan met andere soorten die meer beperkt zijn door hun omgeving. The Southern Ocean, the sea enclosed by the Antarctic Polar Front and the Antarctic con­tinent, plays a crucial role in the global climate and carbon budget. The system is iso­lated from other seas by strong circumpolar currents and characterised by high seasonal variance. The long isolation of the ecosystem has led to a diverse fauna with high levels of ende­mism ranging from unicellular eukaryotes (e.g. Foraminifera) to mammals. As such, a pro­per understanding of its ecology and evolutionary history is essential to understand the functioning of the biosphere. In a first part the composition of the pelagic ichthyofauna was analysed in two less studied zones of the Southern Ocean. Samples were collected by Rectangular Midwater Trawls in the upper 200 m of the Cosmonaut and Cooperation Seas. A total of 332 indivi­duals were collected in summer, with the most abundant fish species being Pleuragram­ma antarcticum (34%), Notolepis coatsi (27%) and Electrona antarctica (26%). Cluster analysis revealed two communities: a notothenioid-dominated coastal community and an oceanic community dominated by mesopelagic fish and squid. From Redundancy Ana­ly­sis (RDA) it was learned that the notothenioid P. antarcticum was associated with shallow areas characterised by high chlorophyll a concentrations. Larval stages of E. antarctica, N. coatsi and G. glacialis were found in deeper water and were positively correlated with higher temperatures and a deeper mixed layer. Postmetamorphic stages of E.antarctica were caught mostly after sunset and were ne­ga­tively correlated with solar elevation. The observation of higher densities in the eastern part of the sampling area reflects a temporal rather than a geographical effect. All of the three most abundant fishes, E.antarctica, P. antarcticum and N. coatsi, fed on a variety of mesozooplankton including copepods, amphipods and euphausiids, which is consistent with previous reports on similar life stages. In the Lazarev Sea a total of 1997 fish were collected in fall, with the most abun­dant species being P. antarcticum (12%), N. coatsi (18%) and E. antarctica (62%) The larval species community clustered in a diverse coastal community with high densities of P. antarcticum and other notothenioid larvae and a less diverse offshore community dominated by N. coatsi and E. antarctica. No postlarval fish were caught in coastal areas. The offshore community of postlarval fishes consisted of B. antarcticus, Gymnoscopelus braueri, G. nicholsi and E. antarctica. The latter species clearly dominated, occurring at mean individual and wet mass densities of 0.17 animals m-2 and 0.26 g m-2, respectively. A Generalized Additive Model significantly rela­ted the density of postlarval E. antarctica to the abundance of Antarctic krill Euphausia superba, ocean depth and sea surface temperature. The diet of E. antarctica was dominated by cope­pods and euphausiid larvae. For a better understanding of the role of mesopelagic fish in the Southern Ocean food web, the energy and water content of B.antarcticus, E. antarctica and G. braueri were in­ves­tigated. Special attention was paid to the effects of size and seasonality in E. antarctica. Mean dry weight energy content of B. antarcticus (20.4 kJ g-1) was signifi­cant­ly lower than in E. antarctica (29.0 kJ g-1) and .braueri (both 29.4 kJ g-1). In E. antarctica, an increase in dry weight energy density with age was evident as well as seasonal fluctuations in energy density. Water content decreased with size in all three species and was a good estimate of wet weight energy density. Abundant high-energy species such as E. antarctica occupy a key position in the food web. Due to a marked influence of age on energy content, population structure can be an important variable in estimates of energy fluxes in the Southern Oceanecosystem. Mean energy density of E. antarctica in the upper 200 m of the Lazarev Sea was 2.8 kJ m-2, which is equivalent to 36% of the energy stored in Antarctic krill stocks and proba­bly con­siderably higher if a greater depth range were considered. This suggests that E. antarctica is a major energy transmitter in the food web of the Lazarev Sea, challenging the classical krill-dominated food web paradigm of the Southern Ocean. The second part started by exploring genetic structure in E. antarctica . Marine pelagic species are often characterized by subtle and complex genetic structures and dynamics. Marine species show a suite of characteristics, such as great dispersal capabilities and large population sizes, which promote gene flow in an environment that lacks obvious phy­sical boundaries. A set of seven species-specific microsatellite markers was develo­ped and used to investigate the population structure of E. antarctica . On a circum­antarc­tic scale no significant genetic structure could be detected. A number of simu­lations was performed to further investigate the mechanism responsible for this. They con­firm that E. antarctica has large population sizes and shows moderate to high migration rates. These findings underline the widespread distribution of this species in the Southern Ocean and are relevant for the management of mesopelagic fish stocks. Genetic patterns observed in E. antarcticawere compared with those of two tremato­mids, Trematomus newnesi and T. bernacchii. Trematomids are among the most recent radiations within the Notothenioidei, a unique species flock in the Southern Ocean. They are distributed in the high Antarctic zone, displaying a variety of ecological niches and life histories ranging from benthic to cryopelagic. Within the Trematominae examples of pheno­typic plasticity and possible cryptic speciation was observed, which may complicate the morphological identification of adult stages. Additionally post-larval and juvenile stages often lack distinctive traits that are still under development. Before studying their genetic patterns a genetic identification tool was developed in order to identify these and other trematomids. A microsatellite DNA multiplex of six mar­kers was developed for T.newnesi and tested on five additional trema­tomid taxa: Pagothenia borchgrevinki, T. bernacchii, T. eulepidotus, T. hansoni and T. scotti. We used these six microsatellite loci to assess the genetic differentiation among species and the resolution power of these microsatellite loci for individual based assignment methods. The six species could be discriminated well by conventional methods and individual Bayesian assignment methods. This marker set can be used for a number of purposes, ranging from the identification of eggs, and larval and adult stages including those of T.bernacchii and T. newnesi. T. bernacchii and T. newnesi represent ecological opposites: T. bernacchii is a bottom feeding fish that deposits demersal eggs in sponges and displays guarding behaviour of these eggs, while larvae are pelagic. T. newnesi on the other hand prefers a semi-pelagic habitat and has pelagic larvae. The results provide evidence for the presence of a temporally stable population of T. newnesi at Adelie Land. Contemporary genetic pat­terns observed in T. newnesi and T. bernacchii appear to be considerably influenced by their respective ecological traits. The coastal pelagic T. newnesi shows high haplo­type diversity but weak population structure and relatively large population sizes. The benthic T. bernacchii on the other hand shows the least microsatellite diversity but had a more pronounced differentiation. These results indicate that a more pelagic ecology and reproductive strategy makes Antarctic