The influence of mixing of water masses on viral and prokaryotic communities

• Main Author: Urban, Damaris
• Format: Thesis
• Language: unknown
• Published: 2015
• Subjects: 42.94 Meeresbiologie; marine Viren / Nord Atlantic / Mischung von Wasserschichten; marine viruses / north Atlantic / mixing of water masses; Antarctic; Atlantik; Hatten; Antarc*; Antarktis*; North Atlantic
• Online Access: http://othes.univie.ac.at/37876/

In dieser Studie wurde untersucht wie sich das Mischen von benachbarten Wasserschichten des Nord Atlantik auf die Abundanz von Prokaryoten und Viren, sowie der Virenproduktion, dem Anteil der infizierten Zellen (engl.: Frequency of infected cells), dem Verhältnis von Viren zu Prokaryoten (engl.: virus-to-prokaryote ratio), sowie auf die Prokaryoten- und Virengemeinschaften auswirkt. Es wurde das Mischen von je zwei Wassermassen an drei verschiedenen Stellen im Nordatlantik untersucht. Von jeder Wassermasse wurde die Prokaryoten- sowie die Virenabundanz bestimmt. Durch Filtration wurde von jeder Wassermasse ein Prokaryotenkonzentrat und viren-freies Seewasser gewonnen. Jedes Prokaryotenkonzentrat wurde je einmal in virus-freiem Wasser der eigenen Wassermasse, sowie in virus-freiem Wasser der anderen Wassermasse für 72 h inkubiert. Die Prokaryoten und Virenabundanz der in situ Wasserproben waren den bereits vorliegenden Werten in dieser Region ähnlich, mit Ausnahme des antarktischen Tiefenwassers an der Station 17, an welcher die Prokaryotenabundanz niedriger war, während die Virenabundanz über den Literaturwerten lag. In den Experimenten konnte zwischen den Inkubationen mit dem jeweils selben Prokaryotenkonzentrat kein Unterschied in der Prokaryotenabundanz gefunden. Jedoch gab es deutliche Unterschiede in der Virenabundanz, dem Verhältnis von Viren zu Prokaryoten, der Virenproduktion und dem Anteil der infizierten Zellen. Da erhöhte Werte der genannten Faktoren immer in derselben Wassermasse auftraten scheint die unterschiedliche Verfügbarkeit von limitierten Ressourcen für die gefundenen Unterschiede verantwortlich zu sein, welche die Wachstumsrate der Wirtsorganismen verändern und somit auch Faktoren wie z.B. die Virenproduktion oder dem Verhältnis von Viren zu Prokaryoten. Es wurden nur wenige Unterschiede in der Zusammensetzungen der Prokaryoten- und Virengemeinschaften zwischen den Inkubationen gefunden. Das deutet darauf hin, dass die Inkubationen nur wenig Einfluss auf die Zusammensetzung der Prokaryoten- und Virengemeinschaften hatten, sondern stochastische Effekte diese bestimmten. In this study the influence of water mass mixing on prokaryotic and viral abundance, viral production, the frequency of infected cells, virus-to-prokaryote ratio, and bacterial, archaeal and viral community composition was investigated at three locations in the deep north Atlantic. Prokaryotic concentrates of two distinct water masses were incubated in virus-free seawater of both water masses for 72 h resulting in a control and a transplant treatment for each prokaryotic concentrate at each location. Prokaryotic and viral abundance of in situ samples were similar to abundances reported earlier except in Antarctic Bottom Water at station 17, where prokaryotic abundance was lower while viral abundance was higher than reported previously. In the experiments, prokaryotic abundance did not differ between control and transplant treatments in contrast to viral production, the frequency of infected cells and the virus-to-prokaryote ratio. In experiments, elevated values of viral abundance, virus-to-prokaryote ratio, viral production and frequency of infected cells were found when prokaryotes were incubated in the same virus-free seawater regardless of the prokaryotic concentrate. Therefore, differences in resource availability, which are modulating prokaryotic growth rate, seem to be the main reason for differences in viral abundance, virus-to-prokaryote ratio, viral production and frequency of infected cells. Few significant links and relations were found between community compositions of prokaryotes and viruses suggesting that stochastic processes are mainly responsible for determining prokaryotic and viral community composition in water masses undergoing mixing.