Advanced

Grazing resistance due to trichocysts may boost bloom formation in the HAB species Gonyostomum semen

Björnerås, Caroline (2014) BION35 20131
Degree Projects in Biology
Abstract
Abstract

The harmful algal bloom (HAB) species Gonyostomum semen (Raphidophyceae) has become more frequent in lakes during the past decades and is now referred to as an invasive species. Grazing resistance due to its large size and trichocysts releasing slimy threads has been suggested as a mechanism behind bloom formation in this species. Here, I performed grazing studies with two naturally occurring grazers in G. semen lakes – Asplanchna priodonta and Eudiaptomus gracilis – to examine the edibility of this alga. Both grazers were able to feed on G. semen to some extent and the mean ingestion rate for A. priodonta was 680 ± 613 cells grazer-1 day1 and 363 ± 371 cells grazer-1 day1 for E. gracilis. A. priodonta had a higher survival and... (More)
Abstract

The harmful algal bloom (HAB) species Gonyostomum semen (Raphidophyceae) has become more frequent in lakes during the past decades and is now referred to as an invasive species. Grazing resistance due to its large size and trichocysts releasing slimy threads has been suggested as a mechanism behind bloom formation in this species. Here, I performed grazing studies with two naturally occurring grazers in G. semen lakes – Asplanchna priodonta and Eudiaptomus gracilis – to examine the edibility of this alga. Both grazers were able to feed on G. semen to some extent and the mean ingestion rate for A. priodonta was 680 ± 613 cells grazer-1 day1 and 363 ± 371 cells grazer-1 day1 for E. gracilis. A. priodonta had a higher survival and reproduction rate when fed with G. semen compared to when the dinoflagellate Peridinium cinctum was offered as prey. When both prey were available in a mixture, this grazer showed a preference for G. semen.
Moreover, the findings of this study suggest that trichocysts are inducible and that trichocyst production is dependent on some component found in lake water, potentially selenium (Se). G. semen cells cultivated in growth medium without lake water and Se, as well as at low temperature (4˚C), showed a reduction in the amount of trichocysts. Cells with significantly reduced trichocysts were more vulnerable to grazing, indicating that these organelles may function as a defense mechanisms. My main conclusion is that grazing resistance may play a role in the invasion of G. semen since neither of the grazers were able to control the growth of this species. (Less)
Abstract (Swedish)
Popular vetenskapliga sammanfattning:

Slemmiga trådar beskyddar blommande alg

Att bada i en sjö där algen Gubbslem blommar är ingen trevlig upplevelse. Hur denna art på frammarch har lyckats invadera svenska sjöar förbryllar forskare. En hypotes är att algen försvarar sig med slemmiga trådar som ställer till det för djurplankton som försöker äta den.

Den encelliga algen Gubbslem (Gonyostomum semen) har blivit allt vanligare de senaste årtionderna och arten beskrivs ibland som invasiv. Under sommarmånaderna orsakar den algblomningar i främst bruna skogssjöar som är rika på humusämnen (organiskt material). Gubbslemsalgen har slemkroppar som skickar ut klibbiga trådar. Dessa slemtrådarna fastnar på huden hos människor som tar sig... (More)
Popular vetenskapliga sammanfattning:

Slemmiga trådar beskyddar blommande alg

Att bada i en sjö där algen Gubbslem blommar är ingen trevlig upplevelse. Hur denna art på frammarch har lyckats invadera svenska sjöar förbryllar forskare. En hypotes är att algen försvarar sig med slemmiga trådar som ställer till det för djurplankton som försöker äta den.

Den encelliga algen Gubbslem (Gonyostomum semen) har blivit allt vanligare de senaste årtionderna och arten beskrivs ibland som invasiv. Under sommarmånaderna orsakar den algblomningar i främst bruna skogssjöar som är rika på humusämnen (organiskt material). Gubbslemsalgen har slemkroppar som skickar ut klibbiga trådar. Dessa slemtrådarna fastnar på huden hos människor som tar sig ett dopp i sjöar där algen blommar och kan orsaka hudklåda.

Vad dessa trådar används till är forskare osäkra på. En gängse hypotes är att slemtrådarna är en anpassning som förhindrar att algen blir uppäten av betare (växtätande djurplankton). Dock har ingen studie tidigare gjorts som gett stöd åt denna hypotes. I mitt examensarbete undersökte jag om två naturligt förekommande betare i Gubbslems-dominerade sjöar kunde äta den slemmiga algen. Dessutom tittade jag på om algen använder sina slemtrådar som försvar mot dessa betare.
Slemmig men mättande
Det visade sig att de två betarna åt av den slemmiga algen med god aptit. Trots det lyckades ingen av dessa kontrollera tillväxten hos algen som i vissa fall till och med gynnades av betarnas närvaro. Möjligen är det slemtrådarna som avskräcker betarna från att glufsa i sig stora mängder alger. I ett större perspektiv innebär detta att betarnas förmåga att förhindra algblommning kan betraktas som liten.

I framtiden befaras Gubbslemsalgen bli allt vanligare i svenska sjöar. Orsaken är de pågående klimatförändringarna som gynnar dessa alger med ökande temperaturer och mer humusrika sjöar. Betarna i denna studie visade sig ha liten möjlighet att begränsa tillväxten hos denna alg. Därför tror jag att åtgärder för att begränsa dess utbredning – om sådana krävs i framtiden – bör rikta sig mot andra faktorer som gynnar dess tillväxt. Då algen har visat sig ha många strängar på sin lyra när det kommer till att utkonkurrera andra alger och orsaka blomningar kan detta blir en klurig uppgift.


Handledare: Karin Rengefors
Examensarbete för masterexamen 45 hp i akvatisk ekologi 2013/2014
Biologiska institutionen, Lunds universitet (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Björnerås, Caroline
supervisor
organization
course
BION35 20131
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
language
English
id
4436910
date added to LUP
2014-05-09 16:24:57
date last changed
2014-05-09 16:24:57
@misc{4436910,
  abstract     = {Abstract

The harmful algal bloom (HAB) species Gonyostomum semen (Raphidophyceae) has become more frequent in lakes during the past decades and is now referred to as an invasive species. Grazing resistance due to its large size and trichocysts releasing slimy threads has been suggested as a mechanism behind bloom formation in this species. Here, I performed grazing studies with two naturally occurring grazers in G. semen lakes – Asplanchna priodonta and Eudiaptomus gracilis – to examine the edibility of this alga. Both grazers were able to feed on G. semen to some extent and the mean ingestion rate for A. priodonta was 680 ± 613 cells grazer-1 day1 and 363 ± 371 cells grazer-1 day1 for E. gracilis. A. priodonta had a higher survival and reproduction rate when fed with G. semen compared to when the dinoflagellate Peridinium cinctum was offered as prey. When both prey were available in a mixture, this grazer showed a preference for G. semen. 
Moreover, the findings of this study suggest that trichocysts are inducible and that trichocyst production is dependent on some component found in lake water, potentially selenium (Se). G. semen cells cultivated in growth medium without lake water and Se, as well as at low temperature (4˚C), showed a reduction in the amount of trichocysts. Cells with significantly reduced trichocysts were more vulnerable to grazing, indicating that these organelles may function as a defense mechanisms. My main conclusion is that grazing resistance may play a role in the invasion of G. semen since neither of the grazers were able to control the growth of this species.},
  author       = {Björnerås, Caroline},
  language     = {eng},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Grazing resistance due to trichocysts may boost bloom formation in the HAB species Gonyostomum semen},
  year         = {2014},
}