Iron and manganese co-limitation - a potential driver of Southern Ocean phytoplankton ecology

• Main Author: Balaguer, Jenna
• Other Authors: Trimborn, Scarlett, Tagliabue, Alessandro, Moore, Mark
• Format: Other/Unknown Material
• Language: English
• Published: Universität Bremen 2022
• Subjects: phytoplankton; trace metals; Southern Ocean; biogeochemistry; iron; manganese; 570; 570 Life sciences; biology; ddc:570
• Online Access: https://media.suub.uni-bremen.de/handle/elib/6470; https://doi.org/10.26092/elib/1980; https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:46-elib64707

Durch photosynthetische Fixierung von anorganischem Kohlenstoff in Algenbiomasse stellt Phytoplankton organischen Kohlenstoff für den Rest des Nahrungsnetzes zur Verfügung. Dieser Kohlenstoff kann letztendlich in den tieferen Ozean exportiert werden, ein Prozess, der als biologische Kohlenstoffpumpe bekannt ist. Das Wachstum von Phytoplankton wird durch eine Vielzahl von Faktoren, wie zum Beispiel Temperatur, Licht, Weidedruck und insbesondere durch die Verfügbarkeit von Nährstoffen beeinflusst. Im Südpolarmeer (SO) bleibt die Phytoplankton-Biomasse jedoch trotz eines Überschusses an wichtigen Makronährstoffen gering. Eine wichtige Erkenntnis aus den 90er Jahren, auch bekannt als „Eisenhypothese“, deutete darauf hin, dass die Verfügbarkeit von Eisen (Fe) maßgeblich für die geringe Chlorophyllbiomasse in dieser Region verantwortlich ist. Aufgrund des Ungleichgewichts zwischen niedrigen Fe-Konzentrationen (<0.2 nmol L-1) und der schnellen biologischen Aufnahme ist Fe deshalb das maßgeblich limitierende Element für die Primärproduktion. Zusätzlich wurden in mehreren Sektoren im Südpolarmeer Mangan (Mn)-Konzentrationen in ähnlichen Größenordnungen wie Fe-Konzentrationen gemessen und angesichts der Tatsache, dass Mn ein wesentlicher Bestandteil des Sauerstoffproduzierenden Komplexes während der Photosynthese ist, wurde ebenfalls spekuliert, dass Mn zusätzlich als limitierender Faktor der Primärproduktivität fungiert. In der Tat haben mehrere Inkubationsexperimente mit natürlichen Phytoplanktongemeinschaften gezeigt, dass Mn alleinig oder in Verbindung mit Fe als limitierender Faktor die Biomasse begrenzt. Diese Experimente untersuchten jedoch die gesamte Phytoplanktongemeinschaft und unterschieden nicht, wie sich die Wirkung der FeMn-Ko-limitierung auf die Artenzusammensetzung innerhalb der Gemeinschaft auswirkt. Angesichts der Bedeutung der taxonomischen Zusammensetzung von Phytoplanktongemeinschaften auf die Sinkgeschwindigkeit von Phytoplanktonaggregaten stellt sich die weiterführende Frage, wie diese durch die ...