Helsingin yliopisto

 

Helsingin yliopiston verkkojulkaisut

University of Helsinki, Helsinki 2006

Photobiological studies of Baltic Sea phytoplankton

Mika Raateoja

Doctoral dissertation, December 2006.
University of Helsinki, Faculty of Biosciences, Department of Biological and Environmental Sciences, Aquatic sciences and Tvärminne zoological station, University of Helsinki.

Merien aavoilla keijuva kasviplankton vastaa suurimmasta osasta merien yhteyttämisessä sidotusta hiilestä ja on täten tärkein linkki meriekosysteemin tuotantoketjua, joka ulottuu aina kalakantoihin asti. Yhteyttämisen mittaaminen on ollut vaivalloista, sillä nykymenetelmät vaativat huomattavaa työpanosta laboratoriossa. Tämä taas rajoittaa näytemääriä; tietomme merien tuottavuudesta ovatkin edelleen varsin rajalliset. Entistä parempi tietotaso olisi kuitenkin tärkeää selvitettäessä merien merkitystä esim. kasvihuoneilmiössä.

Viime aikoina optiikkaan perustuvat, perustuotantotehokkuutta mittaavat tekniikat ovat todenteolla lyöneet itseään läpi. Merentutkimuslaitoksen tutkijan Mika Raateojan väitöskirjassa on testattu uutta kasviplanktonin yhteyttämistehokkuutta mittaavaa menetelmää, fast repetition rate (FRR) fluorometriaa, joka perustuu kasviplanktonin sisältämän lehtivihreän fluoresenssiominaisuuksiin.

FRR-menetelmä osoittautui erittäin tehokkaaksi, nopeaksi ja joustavaksi verrattuna yhteyttämistä mittaaviin nykymenetelmiin. Menetelmä kykenee lisäksi määrittämään yhteyttämiskyvyn suoraan vedessä keijuvasta kasviplanktonista, eikä vaadi vesinäytteenottoa, kuten nykymenetelmät.

FRR-menetelmän tuottama tieto yhteyttämistehokkuudesta ei ole nykytietämyksen valossa kuitenkaan suoraan rinnastettavissa nykyisten menetelmien tuottamaan tietoon. Syvempien vesikerrosten alhaisissa valaistusoloissa menetelmä tuottaa samanlaisia tuloksia nykyisten menetelmien kanssa, mutta veden pintakerroksen kirkkaissa valaistusoloissa menetelmä pyrkii yliarvioimaan yhteyttämistehokkuutta. Tämä FRR-menetelmän ominaisuus johtuu osittain menetelmään liitettävästä mallinnuksesta, joka ei vielä täytä käytännön vaatimuksia.

Kuten todettu, FRR-menetelmä on erittäin nopea; se määrittää yhteyttämistehokkuuden sekunneissa, kun taas nykymenetelmät tekevät saman tunneissa. Tämä ominaisuus on tietenkin etu, mutta saattaa tuottaa ongelmia vertailussa muiden menetelmien kanssa. Näin suuri aikaero tuottaa eroavaisuuksia tuloksissa, mikäli valon määrä vaihtelee mittausaikana esim. pilvisyyden muutosten vuoksi. Tutkimus keskittyy tällä hetkellä näiden menetelmällisten ongelmien ratkaisuun. Tällä hetkellä FRR-menetelmää ei voida käyttää nykyisiä menetelmiä korjaavana, vaan pikemminkin nykyisiä menetelmiä täydentävänä menetelmänä, joten työsarkaa riittää.

Osa tutkimuksen aikana havaituista ongelmista liittyy yleisesti optisten laitteiden käyttöön merentutkimuksessa. Kasviplankton kohtaa vedessä kaiken väristä valoa sinisestä punaiseen ja käyttää sitä yhteyttämiseensä sen mukaan, miten planktonsolun pigmentit vastaanottavat valoa. FRR-menetelmä tuottaa sinisen valoympäristön, joka poikkeaa suuresti luonnonvalosta. Niinpä kaikki se FRR-menetelmän tuottama tieto, mikä riippuu valon väristä, täytyy jälkikäteen suhteuttaa vastaamaan luonnonvalon olosuhteita. FRR-menetelmän tuottama sininen valo sopii kuitenkin hyvin useimpien kasviplanktonlajien yhteyttämisen tutkimiseen. Kuitenkin ne planktonlajit, jotka käyttävät pääasiassa keltaista ja punaista valoa, eivät pysty hyödyntämään FRR-menetelmän valoympäristöä. Vastaavasti FRR-menetelmä ei kykene kuvaamaan näiden lajien yhteyttämistä. Näitä lajeja ovat mm. Itämerellä yleisimmin kukintoja muodostavat sinilevät Nodularia ja Aphanizomenon.

Julkaisun nimiösivu

This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

© University of Helsinki 2006

Last updated 09.10.2006

Yhteystiedot, Contact information E-thesis Helsingin yliopisto, University of Helsinki