Temporal variability in synechococcus spp, abundances in the northern levantine basin as inferred from weekly time series observations in 1998

Abstract

ÖZET KUZEY LEVANTIN BASEN'İNDEKİ Synechococcus spp., BOLLUĞUNU AKİ ZAMANA KARŞIN DEĞİŞİMLERİN 1998 YILI BOYUNCA HAFTALIK OLARAK GÖZLENMESİ KÖKSALAN, İrem Yüksek Lisans Tezi, Deniz Biyolojisi ve Balıkçılık Tez yöneticisi: Y. Doç. Dr. Zahit UYSAL Orta Doğu Teknik Üniversitesi, 104 sayfa Kuzey Levantin Baseninde az çalışılmış pikoplanktonik, chrooccoccoid denizel cyanobakteri olan Synechococcus türleri hakkında öncül bilgileri edinebilmek amacıyla bir yıl boyunca kuzey Levantin havzası sahanlık sularında, üç istasyonda haftalık örneklemeler yapılmıştır. Synechococcus 'un bolluğunun yanında biyolojik, kimyasal ve fiziksel (seki derinliği, toplam askı yük, sıcaklık, tuzluluk, nitrat ve fosfat) veriler de toplanmıştır. Her üç istasyon da kıyısal olmasına rağmen aralarında hücre bolluğuna bağlı olarak hiyerarşi bulunmaktadır. Birinci, ikinci ve üçüncü istasyonlarda, yıllık yüzey hücre sayısı ortalamaları sırasıyla 3.9x1 04, 2.5xl04 ve 1.8xl04 hücre mi`1 olmuştur. Synechococcus türlerinin yaz ve sonbahar başlarında yılın diğer aylarına göre sayıca daha fazla olduğu gözlemlenmiştir. Hücre bolluklarının en yüksek değerlerine birinci, ikinci ve üçüncü istasyonlarda, sırasıyla 4.9 x 104, 9.2 x 104 ve 1.6 x 105 hücre mi`1 ile ulaşılmıştır. Bu değerler birinci istasyonda 1 Eylül, ikinci ve üçüncü istasyonlarda 10 Eylül'de saptanmıştır.Synechococcus hücreleri üst karışım tabakasında eşit dağılmış olarak saptanmıştır. Üst karışım tabakasındaki hücre sayısının derin sulara oranla daha fazla olduğu bulunmuştur. Yüksek ışık şiddetinde büyüme ve fotosentez hızlan artan Synechococcus türleri hücre sayılarının alt tabakada az gözlemlenmesinin nedeni büyük olasılıkla ışığın azalması sonucunda büyüme hızında görülen düşüşten kaynaklanmaktadır. Synechococcus hücreleri yüzeye yakın derinliklerde soluk san renkte, derinlere inildikçe parlak turuncu renkte gözlemlenmiştir. Bu renk değişimi hücrelerin azalan ve artan ışığa pigment yoğunluklanm azaltıp yükseltmek şeklinde uyum sağlamalanndan kaynaklanmaktadır. Synechococcus hücre sayısını düzenleyen en önemli parametrelerden biri olan otlanma (grazing), özellikle bol miktarda fitoplankton bulunduğu ilkbahar aylannda daha etkili gibi görünmektedir. Ancak farklı fitoplankton gruplanmn Synechococcus üzerindeki gerçek otlanma baskısının belirlenmesi daha ileri düzeyde çalışmalan gerektirmektedir. Synechococcus türlerinde yüzey alanının hacime oranının yüksek olması düşük düzeydeki besin tuzlan konsantrasyonlannda bile yaşamlanm sürdürebilmelerine olanak vermektedir ve bu yüzden hücre bolluğu ile besin tuzlan arasında doğrudan bir ilişkisi görünmemektedir. Pearson-product moment korelasyon analizleri sonuçlanna göre Synechococcus hücre bolluğu ile fiziksel (sıcaklık, tuzluluk), kimyasal (fosfat, toplam askı yük) ve biyolojik (cryptomonad ve dinofiagellat bolluğu, seki derinliği) parametreleri arasında önemli ilişkiler saptanmıştır. Anahtar kelimeler: Synechococcus spp., bolluk, haftalık dinamikler, dağılım, kuzey Levantin baseni VI DOKÜMANTASYON MERKEZİ

ABSTRACT TEMPORAL VARIABILITY IN Synechococcus spp. ABUNDANCES IN THE NORTHERN LEVANTINE BASIN AS INFERRED FROM WEEKLY TIME SERIES OBSERVATIONS IN 1998. KÖKSALAN, İrem M. Sc. in Marine Biology and Fisheries Supervisor: Assist. Prof. Dr.Zahit UYSAL Middle East Technical University, 104 pp. In order to acquire information on the least studied picoplanktonic chrooccoccoid marine cyanobacteria Synechococcus spp. a baseline study is carried out on a weekly basis over a period of one year at three stations in the northern Levantine basin shelf waters. In parallel to Synechococcus abundance bio-physico- chemical parameters (Secchi depth, total suspended sediment, temperature, salinity, nitrate, and phosphate) are also collected. Although, all the stations studied are to a certain degree coastal, there was a hierarchy within the stations such that cell abundances were found higher towards the shore since annual mean surface cell abundances were 3.9xl04, 2,5 xlO4 and l,8xl04 cells ml`1 at 1st, 2nd and 3rd stations respectively. Synechococcus are found more abundant during summer and early autumn and stayed relatively stable during the rest of the year. Cell abundances reached maximum levels of 4.9 x 104, 9.2 x 104 and 1.6 x 105 cells ml4 at 1st, 2nd and 3rd stations during 1 September at first and 10 September at 2nd and 3rd stations respectively. IllSynechococcus cells are found well homogenised in the upper mixed layer. Cell numbers were always found higher in the surface mixed layer compared to the lower depths. This low cell abundances in deeper depths is most probably due to decreased growth rates under low irradiances, since Synechococcus spp. exhibit maximum growth rates and high photosynthetic rates at high light intensities. Synechococcus cells were observed pale yellow in the upper meters and orange in deeper depths. These changes in color are due to the adaptation of the cells to varying light regime with depth via increasing or decreasing their pigment concentrations and ratios. Grazing which is one of the main parameter that regulates the Synechococcus cell abundance seems to be more effective during spring months when there exist plenty of phytoplankton. But determination of the actual grazing pressure by different groups of phytoplankton needs to be studied further in detail. Nutrients seemed to have no direct relationship with the Synechococcus cell abundance as their high surface to volume ratio permit them to survive even at very low nutrient concentrations. Based on Pearson-product moment correlation analysis, significant correlations between Synechococcus cell abundance and the physical (temperature, salinity), chemical (phosphate, total suspended sediment) and biological (cryptomonad and dinoflagellate abundances, secchi depth) variables are observed. Key Words: Synechococcus spp., abundance, dynamics, distribution, northern Levantine basin. IV