{"id":270,"date":"2015-01-07T14:07:55","date_gmt":"2015-01-07T14:07:55","guid":{"rendered":"http:\/\/www.oceanblogs.org\/so237\/?p=270"},"modified":"2015-01-10T20:27:37","modified_gmt":"2015-01-10T20:27:37","slug":"fs-sonne-06-januar-2015-10-42-18-n-43-75-w","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so237\/2015\/01\/07\/fs-sonne-06-januar-2015-10-42-18-n-43-75-w\/","title":{"rendered":"FS Sonne, 06. Januar 2015, 10\u00b0 42.18′ N 43\u00b0 75′ W"},"content":{"rendered":"

Der Verbreitung der Tiefseeorganismen auf der Spur – eine Detektivgeschichte<\/strong>
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\nWir sind im Gebiet 4 der Vema Transform-St\u00f6rung (Vema TS), direkt im Bereich des Mittelatlantischen R\u00fcckens und setzen hier unter anderem den Epibenthosschlitten ein, mit dem wir uns einige Meeresbodenfotos erhoffen, um eine Vorstellung \u00fcber die Beschaffenheit des Bodens, aber auch biologische Aktivit\u00e4t, wie Lebensspuren oder die Tiefseeorganismen selbst und ihre H\u00e4ufigkeit und Verteilung zu erhalten. Aber in dieser Region interessiert uns auch, ob wir Anzeichen f\u00fcr Hydrothermalismus finden, da sich hier der Mittelatlantische R\u00fccken (MAR) durch die Transformst\u00f6rung seitlich verschoben hat. Eine der brennenden Fragen f\u00fcr uns in der Biologie ist es zu testen, ob der Mittelatlantische R\u00fccken eine Isolationsbarriere f\u00fcr wirbellose Organismen im \u00f6stlichen und westlichen Becken darstellt. Sicher, der Mittelatlantische R\u00fccken ist keine gerade unterseeische Gebirgslinie, sondern sie ist \u2013 wie typisch f\u00fcr Berge \u2013 durch Berggipfel und T\u00e4ler charakterisiert. Wir befinden uns in dieser Transformst\u00f6rung in einem solchen Tal, das die Gebirgskette durchzieht. Sind unsere Organismen in der Lage diese Passage zu nutzen um sich auszubreiten? Reagieren alle Organismengruppen gleich? Um dieser Frage auf die Schliche zu kommen planen wir verschiedene Organismengruppen zu analysieren, z. B. die Weichtiere, wie Muscheln, welche sicher \u00fcber Larvenstadien leicht verbreiten k\u00f6nnen, da sie von Str\u00f6mungen \u00fcber weite Entfernungen transportiert werden k\u00f6nnen. Andere Gruppen, wie z. B. die Ranzenkrebse betreiben Brutpflege und sind daher in der Regel deutlich lokaler verbreitet und k\u00f6nnen nicht so leicht verdriftet werden, sondern m\u00fcssen in der Regel neue Lebensr\u00e4ume \u201ezu Fu\u00df\u201c erobern. Diese Ranzenkrebse besitzen ein Marsupium (der Begriff wird konvergent gebraucht wie bei den Beuteltieren und Australien und S\u00fcdamerika). Aber auch bei den kleinen Ranzenkrebsen von ca. einem bis wenigen Millimetern Gr\u00f6\u00dfe gibt es ganz verschiedene Lebensk\u00fcnstler. Eine der gr\u00f6\u00dften, artenreichsten Familien z. B. der Meeresasseln, die wir in den Proben finden, die Munnopsidae, kann schwimmen und sich mit ihren paddelf\u00f6rmigen Beinen in die Wassers\u00e4ule erheben. F\u00fcr diese Organismen ist unsere Hypothese, dass sie ggf. auch mit der Wasserstr\u00f6mung verdriftet werden k\u00f6nnen und daher eine weitere geographische Ausbreitung haben als andere Ranzenkrebse, die direkt auf dem Meeresboden leben, wie z. B. die Desmosomatidae oder noch andere, die eine eingegrabene Lebensweise haben, wie die Macrostylidae. Wie beeinflussen der MAR und die Vema TS nun die Verbreitung oder Ausbreitungsf\u00e4higkeit dieser unterschiedlichen Lebensk\u00fcnstler? Um diese Frage zu kl\u00e4ren arbeiten wir uns entlang eines ost-west Gradienten durch den zentralen Atlantik bei 10\u00b0 Nord. Wir nehmen Proben mit einem Multicorer, der 12 Proben von 10 Zentimetern Durchmesser gleichzeitig nimmt, und mit dem vor allem Einzeller und die Meiofauna, Organismen im Mikrometerbereich, die im Sediment leben, gesammelt werden. Der Epibenthosschlitten sammelt die Makrofauna, Organismen im Millimeter bis Zentimeterbereich, auf. Diese Proben werden dann nach ganz unterschiedlichen Gesichtspunkten bearbeitet, es wird Sediment weggefroren f\u00fcr Korngr\u00f6\u00dfenanalysen und Sedimentanalysen sowie Analysen des organischen Kohlenstoffgehaltes, es wird Sediment eingefroren, um biochemische Untersuchungen zur Zusammensetzung der Nahrung der Organismen zu machen und es werden aus beiden Ger\u00e4ten lebende Organismen gepickt, um sie dann nach der Fotodokumentation bei -80 Grad f\u00fcr biochemische Analysen nach Hause zu transportieren, um dort mittels Fetts\u00e4ureanalysen und Analysen von stabilen Isotopen etwas \u00fcber ihre Nahrungspr\u00e4ferenzen sowie ihre trophische Stellung im Nahrungsnetz zu erarbeiten. Diese Untersuchungen k\u00f6nnen in unseren sp\u00e4teren statistischen Analysen helfen zu erkl\u00e4ren warum ggf. einige Arten nur auf einer oder nur auf der anderen Seite vorkommen, wenn z. B. Sedimentkomposition und Nahrung nur mit bestimmten Organismen korrelieren. Sehr viel essentieller f\u00fcr die Frage nach der Ausbreitung ist jedoch die Analyse der Organismenarten und ihrer Populationen selbst. F\u00fcr diesen Zweck werden die Arten aus den Epibenthosschlittenf\u00e4ngen bestimmt und sowohl morphologisch als auch genetisch bearbeitet, um m\u00f6glichst viele Indizien daf\u00fcr zu sammeln wie die Verbreitung der Organismen wirklich ist. Die Genetischen Untersuchungen sind auch notwendig, da wir manchmal keine morphologischen Unterschiede feststellen k\u00f6nnen, aber uns die Genetik der Organismen offenbart, dass bereits Artbildungsprozesse stattfinden oder stattgefunden haben, die wir morphologisch aber noch gar nicht erkennen. Daher setzen wir ganz verschiedene Methoden ein, um wie bei einem Puzzlespiel in detektivischer Weise die Daten und Indizien der verschiedenen Disziplinen zu einem Gesamtbild zusammenzuf\u00fcgen, um die oben genannte Frage zu kl\u00e4ren oder in Ans\u00e4tzen beantworten zu k\u00f6nnen. Wir arbeiten daf\u00fcr sehr eng mit den Geologen und Bathymetrikern an Bord zusammen sowie mit der physikalischen Ozeanographie, die uns alle weitere wertvolle Puzzlesteine f\u00fcr unsere Analysen liefern, denn die Organismen kommen ja am Meeresboden und in der nahrungsreicheren bodennahen Tr\u00fcbezone, also der Zone des \u00dcberganges von Ozeanbodenwasser ins Sediment vor. Daher sind alle physikalischen Parameter, wie Salinit\u00e4t, Temperatur oder Str\u00f6mung f\u00fcr das Vorkommen der Organismen so wichtig wie die Bodentopographie und Tektonik. In der Regel setzen die Geologen Kettendredgen ein, um Gesteine f\u00fcr die Petrologie von den H\u00e4ngen zu kratzen. An der MAR Station hoffen wir jedoch auch auf Hydrothermalismus zu sto\u00dfen und hydrothermale Muscheln zu finden. Diese Dredgen haben eine sehr gro\u00dfe Maschenweite, durch die alle Organismen, die nicht auf Steinen vorkommen (und auf Steinen konnten wir bisher keine Organismen nachweisen) wieder herausgesp\u00fclt werden. Daher haben wir eine \u201eUnterhose\u201c, also ein Innennetz f\u00fcr die Kettendredge gebastelt. Unser Komb\u00fcsenteam hat uns aus seinem Lager Zwiebel- und Kartoffels\u00e4cke ge\u00f6ffnet und f\u00fcr die Umarbeitung der Kettendredge zur Verf\u00fcgung gestellt. Alle an Bord sind wirklich unglaublich hilfsbereit und bem\u00fcht den Wissenschaftlern zu helfen ihr ersehntes Probenmaterial zu erhalten.
\nWir sind also auf Station und haben in den letzten Tagen und Wochen bereits viele Proben sortiert, das Sortierlabor ist zu einer kleinen Fabrik mutiert, dort wird jede freie Minute genutzt, um die Tiere aus dem Sediment zu picken, um dann noch an Bord die Vorbereitungen f\u00fcr die Genetik durchf\u00fchren zum k\u00f6nnen. Wenn der Epibenthosschlitten an Deck kommt werden die Netzbecher sofort in vorgek\u00fchlten -20\u00b0 kalten Alkohol \u00fcberf\u00fchrt und in die -20\u00b0 K\u00fchlkammer gebracht, wie sie \u00fcber 48 Stunden verbleiben, von Zeit zu Zeit vorsichtig gerollt und mit neuem Alkohol versehen werden, um eine hervorragende Fixierung f\u00fcr genetische Proben zu erhalten. Der \u00dcberstand der Proben wird dann gesiebt und ebenfalls fixiert. Wenn die Proben dann im Sortierlabor auf Artniveau sortiert worden sind wandern sie weiter in das Genetiklabor wo sie weiter verarbeitet werden, wie Simon in den n\u00e4chsten Tagen berichten wird.<\/p>\n

Angelika Brandt, Universit\u00e4t Hamburg, Centrum f\u00fcr Naturkunde, Zoologisches Museum Hamburg<\/p>\n


\n[English<\/em>]<\/small><\/p>\n

Following biogeographic traces of deep-sea organisms \u2013 a detective story<\/strong><\/p>\n

We are working in area 4 of the Vema Transform (Vema TS) in the middle of the Mid Atlantic Ridge (MAR) and deploy an epibenthic sledge, which \u2013 we hope \u2013 will yield some underwater photographs which will enable us to see the small-scale bottom topography, but also biological activity, such as Lebensspuren, the organisms themselves or their frequency and occurrence. However, in this area we are also interested to find hydrothermalism, because in this area the MAR has been slightly shifted to the side. One of our most exciting questions is, whether the MAR serves as a barrier isolating the fauna from the eastern and western basins. Of course, the MAR is not a straight line of mountain range, it is \u2013 as typical for mountainous areas \u2013 characterized by mountain peaks and valleys. We are in the Vema TS in such a valley that crosses the mountain range. Are all organisms capable of using this passage for their distribution? Are all groups of organisms following the same biogeography? In order to find answers to these questions we plan to analyze different organism groups, such as soft bodied animals like bivalves, which can easily disperse via larval stages via ocean currents even over larger geographic distances. Other organisms, such as peracarid crustaceans, which possess a brood pouch (display parental care), cannot disperse that easily, they have to conquer new habitats \u201cby foot\u201d. These crustaceans possess a marsupium (the term is used in a convergent context to the marsupials in Australia and South America). However, also these small crustaceans have quite some different life strategies. One of the largest and species rich families in our samples are isopods of the family Munnopsidae, which can swim and rise with their paddle-like posterior legs into the water column. For these organisms we hypothesize that they can also being more easily drifted away via currents and thus have a wider geographic distribution than other peracarid crustraceans, like for example the Desmosomatidae which live on the seabed or the Macrostylidae which live in the sediment. How does the MAR influence the biogeographic patterns of these different life forms? In order to answer this question, we work along an east-west transect across the central Atlantic at 10\u00b0 north. We are sampling with a multiple corer which takes 12 samples or cores of 10 cm diameter simultaneously and is especially useful for the sampling of protists (single celled organisms) or meiofauna, very small organisms of micrometer size, which live in the sediment. The epibenthic sledge collects macrofauna (organisms of millimeters to centimeters). These samples are worked up using various methods, for example, some material is frozen for grain size analyses or analyses of the sediment, organic carbon content or biochemical analyses in order to reveal the diets of the organisms. For this purpose, organisms from both gears are sorted alive and are frozen at -80\u00b0 following photographic documentation, sediment is frozen as well. Biochemical investigations in the home laboratory will include fatty acid and stable isotope analyses which will inform us about the animals\u2019 diets and the trophic position in the food web. These analyses can later also help to explain why different species only live on the one or on the other side of the MAR, if their presence is for example correlated with the sediment composition of food availability on one or both sides of the ridge. However, more essential for the question of the distribution of the organisms and their populations is the analysis of the organisms themselves. These are identified when they are sorted from the epibenthic sledge material and also await genetic analysis. We need to retrieve as much evidence as possible for our analysis of the distribution and migration of the organisms. The genetic investigations are necessary, as we are sometimes not able to see morphological differences between species, but the genetics might tell us also s.th. about speciation processes and uncover cryptic species which can only be differentiated genetically. Therefore we use varying different methods for our detective jigsaw, in order to combine all pieces of the puzzle to a general picture which shall answer our questions posed above. We are closely collaborating with the scientists working in bathymetry or physical oceanography, disciplines which also deliver important puzzle pieces for our analyses, as our organisms live in the nutrient rich near-bottom nepheloid layer, the transition zone between water column and sediment. Therefore all physical parameters like salinity, temperature or current direction and velocity of this water mass are as important for the occurrence of the organisms as bottom topography and tectonics. The geologists usually deploy dredges to scrape off rocks from the slopes of the MAR. At this MAR station we also hope to find signs of hydrothermalism and possibly hydrothermal animals such as shells. The geological dredges, however, have very wide mesh sizes, though which animals which are not living attached to rocks (and until now we did not find animals attached to rocks) will escape or be washed out during heaving. Therefore we constructed some \u201cunderwear\u201d, an inner net for the geological dredge. galley crew opened sacks of potatoes and onions for us which we have sewed and placed as an inner net into the dredge. Indeed, everybody on board is very helpful and eager to support the scientists and their sampling procedures.
\nWe are now at station and during the last days and weeks we have already sorted a lot of samples. The sorting laboratory has mutated into a little fabrics in which every free minute is used to pick organisms from the sediment which are needed for genetic preparations on board. When the epibenthic sledge reaches the deck, the samples from the cod ends are transferred immediately into precooled -20\u00b0 ethanol and stored in the cool room at -20\u00b0 for 48 hours. In the cool room they are then gently rolled from time to time and transferred into new ethanol after 12 hours to allow optimal fixation for genetic analyses. The sediment above the cod ends is then sieved and also fixed. When the samples are sorted to species level in the sorting laboratory, they are handed over to the genetic laboratory where they are further treated as Simon will report in the next days.<\/p>\n

Angelika Brandt, University of Hamburg, Centre of Natural History, Zoological Museum Hamburg<\/p>\n

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\"Meeresbodenfoto<\/a>

Meeresbodenfoto mit Hydromeduse und Lebensspuren der Organismen \/ Photograph of the seafloor with life traces of the organisms. \u00a9Nils Brenke<\/p><\/div>\n

\"Eine<\/a>

Eine Schale sortierter Organismen aus dem Epibenthosschlitten, dominiert durch Krebstiere und Meeresborstenw\u00fcrmer \/ A tray of sorted organisms from the epibenthic sledge, crustaceans and bristle works dominate. \u00a9Torben Riehl<\/p><\/div>\n

\"Meeresasseln:<\/a>

Meeresasseln: A, Macrostylidae; B, Munnopsidae, Eurycopinae, C, Munnopsidae, Betamorphinae \/ Isopod crustaceans of the families: A, Macrostylidae; B, Munnopsidae, Eurycopinae, C, Munnopsidae, Betamorphinae. \u00a9Torben Riehl<\/p><\/div>\n

\"Kartoffel-<\/a>

Kartoffel- und Zwiebelsack werden als Innenfutter f\u00fcr die Steindredge zusammengen\u00e4ht \/ Potato and onion bags are being sewed as an inner net for the geological dredge. \u00a9Thomas Walter<\/p><\/div>\n

\"Steindredge<\/a>

Steindredge mit (Kartoffel- und Zwiebelsack-) Innennetz f\u00fcr die Sedimentprobe im Hydrothermalbereich \/ The geological dredge with potato- and onion bags for the collection of sediment in the hydrothermal area. \u00a9Thomas Walter<\/p><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Der Verbreitung der Tiefseeorganismen auf der Spur – eine Detektivgeschichte Wir sind im Gebiet 4 der Vema Transform-St\u00f6rung (Vema TS), direkt im Bereich des Mittelatlantischen R\u00fcckens und setzen hier unter anderem den Epibenthosschlitten ein, mit dem wir uns einige Meeresbodenfotos erhoffen, um eine Vorstellung \u00fcber die Beschaffenheit des Bodens, aber auch biologische Aktivit\u00e4t, wie Lebensspuren […]<\/p>\n","protected":false},"author":110,"featured_media":263,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-270","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-uncategorized"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so237\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/270","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so237\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so237\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so237\/wp-json\/wp\/v2\/users\/110"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so237\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=270"}],"version-history":[{"count":10,"href":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so237\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/270\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":311,"href":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so237\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/270\/revisions\/311"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so237\/wp-json\/wp\/v2\/media\/263"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so237\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=270"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so237\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=270"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so237\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=270"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}