{"id":153,"date":"2018-08-14T03:54:19","date_gmt":"2018-08-14T01:54:19","guid":{"rendered":"http:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/?p=153"},"modified":"2018-08-14T03:55:36","modified_gmt":"2018-08-14T01:55:36","slug":"the-plankton-are-calling-english-deutsch","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/2018\/08\/14\/the-plankton-are-calling-english-deutsch\/","title":{"rendered":"The plankton are calling… (English\/Deutsch)"},"content":{"rendered":"

…from the depth of the ocean. Thousands of microscopic organisms are swimming around, either to catch some food or just hanging out in the currents and enjoying the silence. Planktonic organisms are an important part of the ocean\u2019s ecosystem and during our expedition we want to learn as much as possible about them. Since we started the SO264 cruise, we are catching plankton every 2 -3 days. Our main focus is on those organisms that build a chalky shell: foraminifera and pteropods, nicknamed “sea butterflies”.<\/p>\n

We are using a winch to deploy big nets to specific depths of the water column. We have a total of five nets, which we can open one after another while towing the net slowly to the surface. This allows us to separate samples from the depth and from the surface, as different organisms live at different depths. We carry the samples afterwards into the laboratory to study the \u201ccatch\u201d under a microscope. This allows us to get a first impression about the ecology at the sampling location. We also get a few surprises- for instance, the other day we saw some small lantern fishes for the first time. While these fish are relatively small and do not look spectacular, they actually have special organs both on their body and their head with which they can produce light-either blue, green or yellow. As we cover quite a lot of the Pacific on our journey all the way from Fiji to the very northern part of the Pacific, we have already been able to see the changes in the plankton composition. We have started with surface water temperatures of almost 30 \u00b0C and are now only at 10\u00b0C, causing very different species to show up in our nets.<\/p>\n

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Crew and scientists heave the Multinet out of the water. Photo: Jessica Volz, Editing: Steffen Niemann<\/p><\/div>\n

We invite you to take a look for yourselves:<\/p>\n

Flashes of light in the darkness: Night-time sampling is probably our favorite time to work, due to the bioluminescence causing the surface water to glow. A very special type of plankton, so-called dinoflagellates, are responsible for the bioluminescence. As opposed to the “dino” in their name, they are actually rather small unicellular algae. During daytime, they use the light to gain energy just like any other algae. However, during the night they can produce light flashes. They employ a special chemical reaction leading to the flashes of light. Some species can even produce these flashes several times after each other. However, the reaction is relatively costly in terms of energy consumption. So that the scientific community is speculating why the algae actually produce those light flashes. The most likely hypothesis says it is a defense mechanism – either to scare away greedy enemies who want to eat the small algae or, actually even more clever, to attract the enemies of the enemies. Ideally, they are then so busy avoiding being eaten themselves, that they have no more time to eat the clever little dinoflagellates.<\/p>\n

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The containers with the water samples are removed from the multinet. Photo: Jessica Volz, Editing: Steffen Niemann<\/p><\/div>\n

Green soup. In a few locations the surface of the ocean was really green, caused by millions of small algae all hanging out in the upper part of the water column where the light is and in turn, enough energy available. A very pretty group of algae are diatoms, which sometimes build very pretty and elaborate shells out of biogenic glass. However, we catch diatoms not because they are pretty, but because we are interested in the composition of their shells. We are especially interested in the isotopic fractionation – for this, we measure the isotopic composition of the shells as well as the surrounding seawater and compare these values to each other. We are very excited about the opportunity to study diatoms during this cruise, as there is no data so far for the North Pacific.<\/p>\n

While bioluminescence and diatoms are very fascinating, our main research focus lies on foraminifera and pteropods because of their shells made out of calcium carbonate. We are interested in the composition of their shells, as this changes with changing environmental parameters. For instance, the shells of foraminifera contain more magnesium the higher the water temperature is. The huge temperature gradients that we encounter throughout our expedition are like a huge outside laboratory for us. This allows us to study in detail how changes in the temperature are reflected in the chemical composition in the shells. These calibrations are then used by our colleagues that are reconstructing seawater temperatures from the last tens of thousands of years (blog 28.07.2018)<\/p>\n

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A microscope-mounted camera allows the scientists to take high-resolution photographs of the water samples and their contained fauna and flora. Photo: Jessica Volz, Editing: Steffen Niemann<\/p><\/div>\n

Foraminifera, also unicellular organisms, are building various types of chalky chambers and are known for the huge variety of shell forms. We are using the multiclosure net to catch foraminifera from different depths in the water column. The cytoplasm inside the shell can be colored greenish or yellowish, depending on their last meal. It also tells us that the foraminifera were still alive at the time of sampling. A fun fact about foraminifera is that even though they are unicellular, they can prey on multicellular organisms such as copepods.<\/p>\n

Some planktonic foraminifera species have long spines that can be easily seen with light microscopy (e.g. Orbulina universa<\/em> Fig. 1). Other species are very small, and you have to look very carefully to see them hiding underneath all the other plankton organisms (e.g. Globigerinita glutinata, Fig. 2<\/em>).<\/p>\n

\"Photos:

Photos: Anna Jentzen, Nina Keul, Jessica Volz, Thomas Ronge<\/p><\/div>\n

Why are sea butterflies are sometimes called the canaries of the oceans? Sea butterflies also build shells. However, they are very thin and are made from a special type of chalk that is dissolved relatively easily when pH drops. The climate is currently threatened by anthropogenic greenhouse gas emissions, that also affect the world’s oceans: temperature is increasing, pH is dropping, causing the oceans to be warmer and more acidic. This acidification is especially bad news for the sea butterflies as the surface of their shells corrodes or even develop holes in severe cases. Similar to the canaries that were detecting poisonous levels of carbon monoxide in the coalmines, pteropods are often the first to respond to ocean acidification. During our cruise we are collecting as many sea butterflies as possible to study how much ocean acidification is already affecting the ecosystem of the Pacific.<\/p>\n

Nina Keul und Anna Jentzen<\/p>\n

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Deutsche \u00dcbersetzung:<\/strong><\/p>\n

Das Plankton ruft…<\/p>\n

\u00a0<\/strong>…aus der Tiefe des dunklen Ozeans. Tausende kleinste Lebewesen schwimmen aktiv dem essen hinterher oder lassen sich passiv von der Str\u00f6mung treiben und geniessen die Stille des Pazifiks. Das Plankton ist ein wichtiger Bestandteil des \u00d6kosystems der Meere und auch auf unserer Reise wollen wir so viel wie m\u00f6glich dar\u00fcber lernen. Seit Beginn der Reise SO264 fangen wir alle 2\u00ad\u20133 Tage mit gro\u00dfen Netzen das Plankton aus unterschiedlichen Tiefen der Wassers\u00e4ule. Das gr\u00f6\u00dfte Interesse gilt dabei kleinen Organismen, die sich ein Geh\u00e4use aus Kalk bauen, die sogenannten \u00a0Pteropoden (Fl\u00fcgelschnecken) und die Foraminiferen (Kammerlinge).<\/p>\n

Das Multi-Schliessnetz wird mit einer Winde zu Wasser gelassen und auf eine gew\u00fcnschte Wassertiefe gefiert. Dann \u00f6ffnen wir das erste Netz und das Ger\u00e4t wird langsam auf eine weitere bestimmte Wassertiefe gehievt um so viele Lebewesen wie m\u00f6glich zu fangen. Nachdem das letzte und f\u00fcnfte Netz ge\u00f6ffnet wurde, wird das Ger\u00e4t zur\u00fcck an Deck gebracht. In unserem Labor durchleuchten wir die Proben direkt mit unseren Mikroskopen und gewinnen schon die ersten Eindr\u00fccke \u00fcber die \u00f6kologischen Bedingungen und auch so einige \u00dcberraschungen. So haben wir zum Beispiel das erste Mal Laternenfische gesehen, unscheinbar aussehende kleine Fische, die allerdings Leuchtorgane am K\u00f6rper und auf dem Kopf verteilt haben, die entweder blau, gr\u00fcn oder gelb strahlen k\u00f6nnen (Bild 5). Auf unserer Reise von Fiji in den Nordpazifik konnten wir schon eine gro\u00dfe Ver\u00e4nderung der Fauna feststellen, welcher von den warmen Tropen (Oberfl\u00e4chen-Wassertemperatur von 29\u00b0C) hin zu den k\u00fchleren Emperor-Seamounts (Oberfl\u00e4chen-Wassertemperatur 10 \u00b0C) reicht.<\/p>\n

Im folgenden wollen wir Euch eine kleine \u00dcbersicht geben wer sich so alles in unseren Netzen getummelt hat:<\/p>\n

Lichtblitze in der Dunkelheit: Das wohl sch\u00f6nste Lichtspektakel, das man sich w\u00e4hrend einer n\u00e4chtlichen Beprobung w\u00fcnschen kann, ist das Meeresleuchten (Bild 8). Es wird verursacht von einer ganz besonderen Art von Plankton- den Dinoflagellaten. Anders als der Name vermuten l\u00e4sst, sind diese nicht etwa monstr\u00f6s gro\u00df, sondern sehr kleine einzellige Algen. W\u00e4hrend sie tags\u00fcber wie andere Algen auch, Photosynthese betreiben, um Energie zu gewinnen, k\u00f6nnen Sie nachts Licht produzieren- dies geschieht mithilfe einer chemischen Reaktion. Dies f\u00fchrt dann zu einer Art Lichtblitz, der je nach Art auch mehrmals hintereinander ausgel\u00f6st werden kann. Energetisch gesehen ist dieser Prozess f\u00fcr die kleine Alge sehr kostspielig, so dass in Fachkreisen spekuliert wird, welchem Zweck das Meeresleuchten dient. Am wahrscheinlichsten scheint eine Art der Fressfeindabwehr- entweder soll der gierige R\u00e4uber erschreckt werden oder aber es sollen die Fressfeinde der R\u00e4uber selbst angelockt werden, so dass diese zu besch\u00e4ftigt sind, sich selber zu retten, als dass sie noch die kleinen Dinoflagellaten verspeisen wollen.<\/p>\n

Gr\u00fcne Suppe: An einigen Stationen war das Oberfl\u00e4chenwasser regelrecht gr\u00fcn gef\u00e4rbt- dies liegt an unz\u00e4hlig vielen kleinen Kieselalgen, die sich sehr nah an der Wasseroberfl\u00e4che aufhalten, da es dort ausreichend Sonnenlicht gibt, um Energie \u00fcber die Photosynthese zu gewinnen (Bild 6). Die deutsche Bezeichnung der ansonsten in Fachkreisen als “Diatomee” bezeichneten Algen, weist schon auf ihr Hauptmerkmal hin- sie bilden eine Aussenschale aus Kiesels\u00e4ure, die teilweise sehr kunstvolle und bizarre Formen hervorbringen. Wir fangen diese kleinen Algen nicht wegen Ihrer Sch\u00f6nheit, sondern weil Kollegen sich f\u00fcr die Zusammensetzung der Schalen interessieren, sie wollen Sauerstoff- und Siliziumisotope messen. Dabei geht es vor allen darum, mehr \u00fcber die Isotopenfraktionierung herauszufinden. Das geschieht indem man Isotopenmessungen an den Planktonschalen und an Ort und Stelle entnommenen Wasserproben durchf\u00fchrt und die beiden Werte dann miteinander vergleicht. Wir betreten hier absolut wissenschaftliches Neuland, da f\u00fcr den Nordpazifik noch keine Daten zur Verf\u00fcgung stehen.<\/p>\n

So possierlich Meeresleuchten und Diatomeen auch sein m\u00f6gen, so gilt unsere Leidenschaft doch den Foraminiferen und Pteropoden aufgrund ihres Kalkgeh\u00e4uses. Auch hier interessiert uns die genaue chemische Zusammensetzung der Kalkschalen, da die Zusammensetzung mit sich ver\u00e4ndernden Umweltparametern variieren kann. Das prominenteste Beispiel ist hier wohl, dass die Foraminiferen in Ihren Schalen mehr\u00a0 Magnesium einbauen, je w\u00e4rmer die Wassertemperatur ist. Wir durchkreuzen auf unserer Reise sehr verschiedene Wassermassen, die unterschiedliche Temperaturen, aber auch einen unterschiedlichen Salzgehalt haben.\u00a0 F\u00fcr uns quasi ein riesiges Reagenzglas, in dem wir genau untersuchen k\u00f6nnen, wie sich ver\u00e4ndernde Wasserparameter auf die Schalenzusammensetzung auswirken. Mit den hierbei entstehenden Kalibrationen unterst\u00fctzen wir unsere Kollegen, welche anhand von fossilen Schalen aus dem Meeresboden, die Ver\u00e4nderungen der Wassermassen der letzten 1’000, 10’000… Jahre rekonstruieren (siehe Blog 28.07.2018).<\/p>\n

Foraminiferen bilden unterschiedlichste Kammerformen und haben eine grosse Formenvielfalt. Mit dem Multinetz fangen wir die planktischen Arten in den unterschiedlichsten Tiefen aus der Wassers\u00e4ule. In deren Kammern\/Geh\u00e4use befindet sich das Zytoplasma des Einzellers, welches je nach dem was die Foraminifere gegessen hat gr\u00fcn bis gelblich gef\u00e4rbt ist und es l\u00e4sst sich dadurch erkennen ob die Foraminiferen w\u00e4hrend der Probenahme noch gelebt haben. Als Futter dient z.B. eine vorbei schwimmende Copepode (Ruderfusskrebs) die wir insbesondere in den n\u00f6rdlichen Breiten viel in unseren Proben finden (Bild 7). Einige planktische Arten haben grosse lange Stacheln die im Licht scheinen (z.B. Orbulina universa<\/em> Bild 1), andere wiederum sind nur in der kleinen Fraktion zu sehen und man muss schon ganz genau hingucken wenn sie sich in der Probe unter allen anderen verstecken (z.B. Globigerinita glutinata<\/em> Bild 2).<\/p>\n

Warum Fl\u00fcgelschnecken gerne mal als Kanarienv\u00f6gel des Ozeans bezeichnet werden. Fl\u00fcgelschnecken bauen extrem d\u00fcnne Schalen, die aus einer besonderen Art von Kalk bestehen, \u00a0der sich relativ leicht anl\u00f6st, wenn der pH Wert sinkt (Bild 3-4). Die klimasch\u00e4digende Wirkung von Treibhausgasemissionen ist ein Fakt. Bezogen auf die Weltmeere bedeutet das, die Temperatur wird steigen und der pH-Wert wird sinken, das hei\u00dft der Ozean wird w\u00e4rmer und saurer. Vor allem diese Versauerung macht den empfindlichen Schalen der Pteropoden zu schaffen- die Oberfl\u00e4che wird angel\u00f6st oder bekommt in besonders schlimmen F\u00e4llen sogar L\u00f6cher. Analog zu den in Bergwerken eingesetzten Kanarienv\u00f6geln, die besonders fr\u00fch auf gef\u00e4hrliche Kohlenmonoxidkonzentration in\u00a0 der Luft reagieren, sind Pteropoden so oft die ersten Anzeiger f\u00fcr Ozeanversauerung, quasi eine Art Fr\u00fchwarnsystem. Wir sammeln auf unserer Fahrt fleissig Fl\u00fcgelschnecken, um zu untersuchen, inwieweit Ozeanversauerung bereits dem \u00d6kosystem im Pazifik zu schaffen macht, da vor allem auf unserer Route hierzu noch keine Daten existieren.<\/p>\n

Nina Keul und Anna Jentzen<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

…from the depth of the ocean. Thousands of microscopic organisms are swimming around, either to catch some food or just hanging out in the currents and enjoying the silence. Planktonic organisms are an important part of the ocean\u2019s ecosystem and during our expedition we want to learn as much as possible about them. Since we […]<\/p>\n","protected":false},"author":196,"featured_media":158,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[3],"tags":[],"class_list":["post-153","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-ocean-and-climate"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/153","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/wp-json\/wp\/v2\/users\/196"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=153"}],"version-history":[{"count":8,"href":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/153\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":166,"href":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/153\/revisions\/166"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/wp-json\/wp\/v2\/media\/158"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=153"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=153"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.oceanblogs.org\/so264\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=153"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}