Multiple threat responses in zooplankton - from communities to individuals
(2015)- Abstract
- Most organisms on Earth live a life where they are exposed to multiple and variable threats. In order to maximise survival they need to be able to perceive and respond to these threats. Two common threats that crustacean zooplankton are faced with are predation and ultraviolet radiation (UVR). To cope with these threats zooplankton use different strategies such as diel vertical migration and the accumulation of photoprotective compounds.
In this thesis I study the threat responses of zooplankton when exposed to predation and UVR. I explore both inter- and intraspecific differences in the response to these threat situations. In addition to field data I also developed a new technique for tracking zooplankton using... (More) - Most organisms on Earth live a life where they are exposed to multiple and variable threats. In order to maximise survival they need to be able to perceive and respond to these threats. Two common threats that crustacean zooplankton are faced with are predation and ultraviolet radiation (UVR). To cope with these threats zooplankton use different strategies such as diel vertical migration and the accumulation of photoprotective compounds.
In this thesis I study the threat responses of zooplankton when exposed to predation and UVR. I explore both inter- and intraspecific differences in the response to these threat situations. In addition to field data I also developed a new technique for tracking zooplankton using fluorescent nanoparticles, which I use to track the individual responses of zooplankton.
I investigate if accumulation of photoprotective pigmentation may affect the spatial distribution of species in nature and how individual size may affect the migratory behaviour of zooplankton. In addition I also explore how previous exposure to threats affect the behavioural responses and if some of the observed behavioural variance could be explained by consistent individual differences in behaviour.
In summary, I show that even closely related species may show large differences in their response to UVR. Intraspecific differences in pigmentation could not be related to the spatial distribution of either Daphnia or calanoid copepods; however, both Daphnia and copepods were found to perform size structured migration. I also demonstrate that previous experiences of a threat can affect how the organism responds. Some evidence for consistent individual differences in the behavioural response of Daphnia to UVR is presented, suggesting that individual based studies could add further to our knowledge about behavioural responses in zooplankton. Given the variability both with respect to inter- and intraspecific differences in UVR response we need to keep these differences in mind when postulating new, more comprehensive theories explaining the behaviour of zooplankton exposed to everyday threats. (Less) - Abstract (Swedish)
- Popular Abstract in Swedish
Vår planet är i mångt och mycket en trevlig plats att leva på, men det är också en plats där faror och hot kan lura bakom varje hörn. Dessa hot kan vara av olika karaktär, till exempel kan det röra sig om risken att bli jagad och uppäten, att drabbas av uttorkning eller något annat obehagligt. Vår planets invånare har utvecklat en mängd olika strategier för att hantera och undvika dessa hot. En vanlig strategi, som utnyttjas av många djur, är att förflytta sig och på så sätt fly undan hotet.
I min avhandling undersöker jag hur djurplankton hanterar situationer när de utsätts för två i naturen vanligt förekommande hot, nämligen hoten av att bli uppäten och hotet att utsättas... (More) - Popular Abstract in Swedish
Vår planet är i mångt och mycket en trevlig plats att leva på, men det är också en plats där faror och hot kan lura bakom varje hörn. Dessa hot kan vara av olika karaktär, till exempel kan det röra sig om risken att bli jagad och uppäten, att drabbas av uttorkning eller något annat obehagligt. Vår planets invånare har utvecklat en mängd olika strategier för att hantera och undvika dessa hot. En vanlig strategi, som utnyttjas av många djur, är att förflytta sig och på så sätt fly undan hotet.
I min avhandling undersöker jag hur djurplankton hanterar situationer när de utsätts för två i naturen vanligt förekommande hot, nämligen hoten av att bli uppäten och hotet att utsättas för höga doser av ultraviolett strålning. Att bli uppäten är direkt förödande för organismen och ultraviolett strålning kan skada djurets celler, vilket även det kan få förödande konsekvenser. För att hantera dessa hot förflyttar sig djurplankton dagligen upp och ner i våra sjöar och hav, de genomför en så kallad vertikal migration. På dagen när solen lyser blir de lättupptäckta byten samt utsätts för ultraviolett strålning om de befinner sig nära ytan. För att undvika detta simmar de snabbt ner mot djupare vatten, dit ljuset och den ultravioletta strålningen inte når. Först framåt natten när de inte längre hotas av ultraviolett strålning och är mindre sårbara för visuell predation återvänder de till ytan för att äta. Ett alternativt eller kompletterande skydd är att lagra på sig olika typer av pigment eller andra ämnen som skyddar djurplanktonet mot solens strålning. Denna typ av skydd har även vi människor vilket visar sig när vi solar och blir bruna till följd av att kroppen lagrar på sig pigmentet melanin för att skydda oss mot solens farliga strålning.
Men hur undersökte jag då hur mina zooplankton svarade på de två hoten? För att studera djurplanktonen mer ingående utvecklade jag bland annat en metod där djuren märks in med lysande nanopartiklar, så kallade kvantprickar. Med hjälp av denna metod kan vi följa individuella djurplankton och studera hur de svarar när de presenteras för hotsituationer. Så, vad kom jag fram till? Jag fann att bland annat att zooplanktons storlek påverkar hur starka migrationer de genomför, där mindre individer ofta uppvisar något svagare migrationer. Jag kan också konstatera att djurens tidigare erfarenheter spelar in i hur de svarar på hotsituationer, till exempel så visade det sig att individer som hade upplevt ultraviolett strålning tidigare svarade lite mer avslappnat när de utsattes för ultraviolett strålning igen. Även olika närbesläktade arter av djurplankton visade sig svara väldigt olika på hot från ultraviolett strålning, vissa arter reagerar starkt och andra nästan inte alls, detta kan sannolikt kopplas till hur djuren lever och mängden solskydd de lagrat på dig.
Jag hittade alltså skillnader mellan arter men hur ser det ut inom en art? Finns det konsekventa beteendeskillnader mellan olika individer av samma art, någonting som skulle kunna liknas vid ”personligheter”. Ja, det visade sig att det finns vissa konsekventa skillnader mellan individer när det gäller hur de svarar på hot. Vanligtvis brukar sådan varians i beteende slätas över men baserat på dessa resultat så bör framtida försök designas med individuella skillnader i åtanke.
För att summera det hela kan jag säga att art, storlek, tidigare erfarenheter och “personlighet” spelar roll för hur zooplankton reagerar två av de faror som finns på vår planet. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
https://lup.lub.lu.se/record/7763905
- author
- Ekvall, Mikael LU
- supervisor
- opponent
-
- Professor Tollrian, Ralph, Ruhr-Universität Bochum, Germany
- organization
- publishing date
- 2015
- type
- Thesis
- publication status
- published
- subject
- pages
- 127 pages
- publisher
- Department of Biology, Lund University
- defense location
- Blå hallen, Ekologihuset, Sölvegatan 37, Lund, Sweden
- defense date
- 2015-09-17 09:30:00
- ISBN
- 978-91-7623-427-3
- 978-91-7623-426-6
- language
- English
- LU publication?
- yes
- id
- 18a6542f-8e71-436c-8770-b18c3886405e (old id 7763905)
- date added to LUP
- 2016-04-04 10:38:17
- date last changed
- 2021-01-06 01:13:57
@phdthesis{18a6542f-8e71-436c-8770-b18c3886405e,
abstract = {{Most organisms on Earth live a life where they are exposed to multiple and variable threats. In order to maximise survival they need to be able to perceive and respond to these threats. Two common threats that crustacean zooplankton are faced with are predation and ultraviolet radiation (UVR). To cope with these threats zooplankton use different strategies such as diel vertical migration and the accumulation of photoprotective compounds.<br/><br>
<br/><br>
In this thesis I study the threat responses of zooplankton when exposed to predation and UVR. I explore both inter- and intraspecific differences in the response to these threat situations. In addition to field data I also developed a new technique for tracking zooplankton using fluorescent nanoparticles, which I use to track the individual responses of zooplankton.<br/><br>
<br/><br>
I investigate if accumulation of photoprotective pigmentation may affect the spatial distribution of species in nature and how individual size may affect the migratory behaviour of zooplankton. In addition I also explore how previous exposure to threats affect the behavioural responses and if some of the observed behavioural variance could be explained by consistent individual differences in behaviour.<br/><br>
<br/><br>
In summary, I show that even closely related species may show large differences in their response to UVR. Intraspecific differences in pigmentation could not be related to the spatial distribution of either Daphnia or calanoid copepods; however, both Daphnia and copepods were found to perform size structured migration. I also demonstrate that previous experiences of a threat can affect how the organism responds. Some evidence for consistent individual differences in the behavioural response of Daphnia to UVR is presented, suggesting that individual based studies could add further to our knowledge about behavioural responses in zooplankton. Given the variability both with respect to inter- and intraspecific differences in UVR response we need to keep these differences in mind when postulating new, more comprehensive theories explaining the behaviour of zooplankton exposed to everyday threats.}},
author = {{Ekvall, Mikael}},
isbn = {{978-91-7623-427-3}},
language = {{eng}},
publisher = {{Department of Biology, Lund University}},
school = {{Lund University}},
title = {{Multiple threat responses in zooplankton - from communities to individuals}},
url = {{https://lup.lub.lu.se/search/files/5585840/7855815.pdf}},
year = {{2015}},
}