Detaljerad information för diarienr 2004-2919
		Besl. instans: NT Ämnesområde: Ekologi och biodiversitet Beslutsdat: 2004-11-09 Namn: Elmgren, Ragnar Titel: Professor Kön: Man Univ./Institution: Stockholms universitet - Systemekologiska institutionen Projekttitel: Den biologiska mångfaldens betydelse för den sedimentätande bottenfaunans omsättning av organiskt material Project title: Biodiversity effects on organic matter processing by deposit-feeding macrofauna. Värdhögskola: Stockholms universitet SCB-klassificering: Marin ekologi Beviljat(SEK): Bidragsform/Finansieringskälla   2005 2006 2007   Projektbidrag/ Vetenskapsrådet, övrig forskning   270000 270000 270000 Beskrivning: Större områden med brackvatten (= en blandning av havsvatten och sötvatten med salthalt mellan 0,5 och 30 promille) är i regel geologiskt kortlivade, varför evolutionen inte hunnit skapa många arter anpassade till salthalter mellan havets och insjöarnas. Östersjön är ett av världens största områden med brackvatten och mycket artfattig. Under ca 15 m djup, där temperatursprångskiktet finns under sommaren, men ovan syrebristen under ca 100 m, domineras större delen av Östersjön av högst 6 arter för ögat synliga ryggradslösa bottendjur. Förutsättningarna att förstå de ekologiska processerna och deras reglerande faktorer är bättre här än i artrikare ekosystem, där sambanden är oerhört komplicerade. Vi har här ett bra modellsystem för hur organiskt material omsätts i marina bottensediment. Dessa täcker ca 70% av jordens yta, och står för en betydande del av fastläggningen av kol och näringsämnen. Vi vill utnyttja de experimentella fördelarna med detta enkla ekosystem för lära oss hur antalet arter bottendjuren påverkar hur organiskt material från vår- och sommarblomningar omsätts i bottnarna. Hur stor del av dessa ämnen som återförs till vattnet genom organismernas aktivitet är viktigt för budgetering av dessa ämnen, både globalt och lokalt. I Östersjön är frågan viktig för förståelse av den sk. övergödningen. En förbättrad kunskap om förhållandet mellan arterna kan även underlätta att rätt tolka observationerna i marina miljöövervakningsprogram där bottendjuren är en betydelsefull komponent, vilket t ex krävs i kustzonerna i EUs ramprogram för vatten. Rena sedimentätare i detta samhälle är främst av två arter vitmärlor, medan östersjömusslan både äter sediment och filtrerar föda ur vattnet. Dessa tre sedimentätande arter är bytesdjur för tre ryggradslösa rovdjur, som i sin tur är fiskföda. Vi har under en rad år undersökt förhållandet mellan arter i detta enkla ekosystem, till exempel konkurrens om utrymme och föda och rovdjurens ätande av byten. Vi har gjort försök med olika artkombinationer i laboratoriet, där vi bland annat filmat djuren med videokamera, och har även följt den naturliga variationen under året i fält. Sedimentätarna i detta samhälle tycks under större delen av året leva på svältgränsen, i hård konkurrens om födan. Endast under en kort tid, efter det att växtplanktons vårblomning sjunkit ned till botten, finns föda i överskott, och då tillväxer djuren snabbt. Östersjömusslan saknas eller är ovanlig i stora delar av området, trots att dess förmåga att även filtrera ut föda ur vattnet borde ge den en konkurrensfördel. Den har också effektivare fortplantning än vitmärlorna, med massor av små pelagiska larver, och utnyttjas inte lika gärna av rovdjuren. Vi har visat att de minsta musslorna under tiden närmast efter bottenfällningen dödas och äts upp av vitmärlorna, som därigenom kan eliminera en konkurrent. De ryggradslösa rovdjuren i samhället är effektiva och glupska, men lyckas normalt ändå inte varaktigt decimera sina bytesdjurs antal. Vi har visat att detta bland annat beror på att rovdjuren äter mindre när det känner lukten av rovfisk och hellre gömmer sig i sedimentet än letar föda. Detta gäller även om vattnets syrehalt minskar. Genom att därtill rovdjuren äter varandra och äts av fisk, förhindras de att helt göra slut på sina bytesdjur. Vi har också visat att två fiskarter ur gruppen smörbultar är betydelsefulla som rovdjur på bottendjuren i området. Vi skall med en kombination av radioaktiva och stabila spårisotoper studera hur nedbrytningen av organiskt material från växtplanktonblomningar av kiselalger (vår) och kvävefixerande blågröna alger (sommar) påverkas av hur många arter av sedimentätande djuren som finns närvarande. Vi skall också studera den kemiska sammansättningen hos hos materialet (C,N,P, tillgängligt aminosyre-N) och relatera den till djurens tillväxt och kemiska sammansättning (C,N, P, DNA, RNA). Om ett gott samband kan upprättas mellan djurens sammansättning och tillväxt, så kan därefter tillväxten i fält skattas från ett enda besök, vilket vore till stor nytta inom bentisk ekologi.