Listing 1 - 1 of 1 |
Sort by
|
Choose an application
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
Listing 1 - 1 of 1 |
Sort by
|