Browsing by Subject "lämpötila"
Now showing items 1-3 of 3
-
(2013)The trend of energy policy in European Union as well as in international context has lately been to increase the share of renewable biofuels. The causes for this are global warming, shrinking reserves of fossil fuels and governments' aspiration for energy independence. Microalgae have shown to be a potential source of biofuels. Though cultivation of microalgae has a long history, has production for fuel yet been unprofitable. Production has become more effective as cultivation has shifted from open ponds to controlled photobioreactors but to achieve effective cultivation methods substantially more understanding on the ecophysiology of microalgae is needed. The aim of my thesis was to research the optimal light intensity and temperature of photosynthesis for three microalgae (Chlorella pyrenoidosa, Euglena gracilis and Selenastrum sp.), which are the main parameters limiting the level of photosynthesis in nutrient rich environments such as photobioreactor. The research strains were incubated in eight light intensities (0,15-250 µmol m-2 s-2) and in 5-6 temperatures (10-35 °C). Photosynthetic activity was determined with radiocarbon method which is based on the stoichiometry of photosynthesis. The purpose of radiocarbon method is to estimate how much dissolved carbon dioxide do the algae assimilate when photosynthesizing. In the method the algae are incubated in light and dark bottles where certain amount of radiocarbon (14C) has been added as a tracer. The algae fix 14C in the proportion to available 12C. 14C method has become the most common way to measure the photosynthesis of microalgae. All of the algal strains grew in 10-30 °C but C. pyrenoidosa was the only one which grew also in 35 °C. The data was analyzed by fitting them with two photosynthesis-light intensity relationship models and one photosynthesis-temperature relationship model and as a result values of essential parameters, i.e. optimal light intensity (Iopt) and temperature (Topt) for photosynthesis, could be estimated. The model which gave the best fit was chosen to describe the photosynthesis-light intensity relationship. The optimal light intensity for C. pyrenoidosa ranged between 121–242 µmol m-2 s-2 and optimal temperature was 15 °C. Corresponding values for E. gracilis were 117-161 µmol m-2 s-2 and 24,1 °C, and for Selenastrum sp. 126-175 µmol m-2 s-2 and 16,7 °C. Q10-values were also determined. With all research strains, the level of photosynthesis increased as light intensity and temperature grew until optimal values were reached. The strains tolerated higher light intensities in warmer temperatures but after reaching the optimal temperature, the level of photosynthesis did not increase any more with elevating temperature. Robust algal strains, i.e. strains, that are most adaptable in terms of light intensity and temperature, are the most prominent ones for biofuel production. From these research strains the most adaptable strain in terms of light intensity was C. pyrenoidosa and in terms of temperature Selenastrum sp. C. pyrenoidosa had superior carbon fixation rate in relation to cell size. Therefore it can be concluded that C. pyrenoidosa is the most suitable algal strains for biofuel applications of the strains assessed here.
-
(2021)Kaikkien lauhkealla vyöhykkeellä elävien eliöiden täytyy sopeutua ympäristöolosuhteiden suureen vaihteluun vuodenaikojen mukaan. Vuodenaikaan liittyviin muutoksiin kuuluvat muun muassa lämpötilan ja valoisuuden vaihtelut, jotka ovat selkeitä myös järvissä veden alla. Lämpötilan, ravinteiden ja valon määrät vaikuttavat järven tuottavuuteen ja siten moniin muihin tekijöihin, myös kalojen ravinnon määrään. Eri kalalajit ovat sopeutuneet erilaisiin olosuhteisiin, joissa ne pärjäävät parhaiten, ja jokaisella lajilla on oma optimilämpötilansa. Kalat ovat aktiivisimmillaan niille sopivien olosuhteiden aikaan, mikä useimmilla lajeilla on kesä, jolloin ravintoakin on saatavilla enemmän. Suurin osa kalatutkimuksista tehdään yleensä kesällä avoveden aikaan, koska se on helpompaa ja talvella kalojen ei ajatella olevan tutkimuksen arvoisia. Suuri osa maailman järvistä kuitenkin on jääpeitteen alla osan vuodesta ja talvi on iso osa kalojen elämää, minkä vuoksi niiden tutkiminen vuoden ympäri on tärkeää. Tämän tutkimuksen neljä pääkysymystä olivat: 1. Millä tavalla eri kalalajien, lahkojen, sekä lämpötila- ja ravintokiltojen osuudet saaliista muuttuvat eri vuodenaikoina? 2. Kuinka paljon yksikkösaalis muuttuu vuoden aikana? 3. Miten kalojen koko ja kuntokerroin muuttuvat vuoden aikana? 4. Mitkä eri ympäristö- ja biologiset tekijät selittävät yksikkösaaliin muutoksia? Koekalastusta tehtiin vuosina 2020-2021 vuoden ajan koekalastusverkkosarjalla kolmessa habitaatissa: litoraalissa, profundaalissa ja pelagiaalissa. Joka kuukausi kalastettiin vähintään kolmen päivän ajan. Jokaiselle saadulle kalalle määritettiin laji, pituus, paino ja kuntokerroin ja jokaiselle yksittäiselle pyyntikerralle laskettiin yksikkösaalis. Kalastuksen lisäksi Pääjärvestä otettiin joka kuukausi fysikaaliskemiallisia mittauksia. Koekalastuksen tulosten mukaan selvästi runsain kala Pääjärvessä oli särki, toiseksi runsain kala oli kappalemääränä ahven ja biomassana kuha. Talvea kohti särjen ja ahvenen määrät laskivat, kun taas kuhan, kiisken ja mateen osuudet saaliista nousivat. Selvästi runsain kalalahko vuoden kokonaissaaliissa oli karppikalat, vaikka ahvenkalat olikin runsain lahko loppukesällä ja lopputalvella. Lämpimänveden kaloja oli muita lämpötilakiltoja enemmän koko vuoden saaliissa, vain helmikuussa viileänveden kaloja oli enemmän, kun kiiski oli kuukauden runsain kala. Petokalojen kappalemääräosuus saaliista oli jokaisena kuukautena muita ravintokiltoja pienempi, mutta talvella petokalojen biomassaosuus saaliista oli suurin. Yksikkösaalis oli alhaisimmillaan jääpeitteisinä kuukausina ja suurimmillaan kesällä. Kalojen keskikoko oli talvella kesää suurempi ja kuntokerroin alhaisempi. Kappaleyksikkösaaliin muutoksia eniten selittivät kuntokerroin, lämpötila, typpipitoisuus ja pH, kun taas biomassayksikkösaaliin muutoksia eniten selittivät kuntokerroin, lumensyvyys, lämpötila ja kokonaishiili. Pääjärven kalayhteisön rakenteessa tapahtui muutoksia vuodenaikojen välillä. Selkein muutos oli yksikkösaaliin muutos kesän ja talven välillä. Pääjärven lisäksi ympärivuotista kalatutkimusta pitäisi tehdä morfologisilta ja fysikaaliskemiallisilta piirteiltään erilaisissa järvissä, jotta saataisiin tietoa, miten kalayhteisö reagoi eri vuodenaikoihin eri olosuhteissa.
-
(2013)Lepidurus arcticus (Pallas, 1793) is a keystone species in High Arctic ponds, which are exposed to a wide range of environmental stressors. This thesis provides information on the ecology of this little studied species by paying particular focus on the sensitivity of L. arcticus to acidification and climate change. Respiration, reproduction, olfaction, morphology, salinity and pH tolerance of the species were studied in the laboratory and several environmental parameters were measured in its natural habitats in Arctic ponds. Current global circulation models predict 2–2.4 °C increase in summer temperatures on Spitsbergen, Svalbard, Norway. The L. arcticus respiration activity was tested at different temperatures (3.5, 10, 16.5, 20, 25 and 30 °C). The results show that L. arcticus is clearly adapted to live in cold water and have a temperature optimum at +10 °C. This species should be considered as stenothermal, because it seems to be able to live only within a narrow temperature range. L. arcticus populations seem to have the capacity to respond to the ongoing climate change on Spitsbergen. Changes can be seen in the species' reproductive capacity and in the individuals' body size when comparing results with previous studies on Spitsbergen and in other Arctic areas. Effective reproduction capacity was a unique feature of the L. arcticus populations on Spitsbergen. L. arcticus females reached sexual maturity at a smaller body size and sexual dimorphism appeared in smaller animals on Spitsbergen than anywhere else in the subarctic or Arctic regions. L. arcticus females were able to carry more eggs (up to 12 eggs per female) than has been observed in previous studies. Another interesting feature of L. arcticus on Spitsbergen was their potential to grow large, up to 39.4 mm in total length. Also cannibalistic behaviour seemed to be common on Spitsbergen L. arcticus populations. The existence of different colour morphs and the population-level differences in morphology of L. arcticus were unknown, but fascinating characteristic of this species. Spitsbergen populations consisted of two major (i.e. monochrome and marbled) and several combined colour morphs. Third interesting finding was a new disease for science which activated when the water temperature rose. I named this disease to Red Carapace Disease (RCD). This High Arctic crustacean lives in ponds between the Arctic Ocean and glaciers, where the marine environment has a strong impact on the terrestrial and freshwater ecosystems. The tolerance of L. arcticius to increased water salinity was determined by a LC50 -test. No mortality occurred during the 23 day exposure at low 1–2 ‰ water salinity. A slight increase in water salinity (to 1 ‰) speeded up the L. arcticus shell replacement. The observations from natural populations supported the hypothesis that the size of the animals increases considerably in low 1.5 ‰ salt concentrations. Thus, a small increase in water salinity seems to have a positive impact on the growth of this short-lived species. Acidification has been a big problem for many crustaceans, invertebrates and fishes for several decades. L. arcricus does not make an exception. Strong acid stress in pH 4 caused a high mortality of mature L. arcticus females. The critical lower limit of pH was 6.1 for the survival of this acid sensitive species. Thus, L. arcticus populations are probably in danger of extinction due to acidification of three ponds on Spitsbergen. A slight drop (0.1–1.0) in pH values can wipe out these L. arcticus populations. The survival of L. arcticus was strongly related to: (1) the water pH, (2) total organic carbon (TOC) and pH interaction, (3) the water temperature and (4) the water salinity. Water pH and TOC values should be monitored in these ponds and the input of acidifying substances in ponds should be prevented.
Now showing items 1-3 of 3