Production Characteristics of Phyto and Bacterioplankton in the Transatlantic Section (December 2019 – January 2020)

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The production characteristics of phyto- and bacterioplankton were obtained on the Transatlantic transect along the route of the 79th cruises of the R/V “Akademik Mstislav Keldysh” in the Atlantic Ocean in December 2019 – January 2020. The analysis of these data was carried out taking into account the biogeographical zoning of the research region, determined by various hydrometeorological conditions. Primary production (PP) was 0.8–34.2 mgC/m² · day with an average value of 8.9 mgC/m² · day in the euphotic zone. The daily assimilation number on the section varied in surface samples from 7.2 to 260.1 mgC/mgChl per day. Chlorophyll-a concentrations ranged from 0.01 mg/m3 in the SASTG region to 0.59 mg/m³ in the NASTG region. Integral primary production varied from 258 to 765 mgC/m². Bacterial production (BP) in the surface horizons varied from 0.04 to 16.1 mgC/m³ · day with an average value of 3.7 mgC/m³ · day, the maximum values were observed during the Lomonosov Current with a maximum at a depth of 160 m. Bacterial production in the water column varied from 23.2 mgC/m² to 6182.7 mgC/m². Between PP and BP with a BP/PP ratio > 0.05, a significant relationship was noted at a 95% confidence level both for near-surface horizons and for a sample that included near-surface and horizons in the water column. The condition BP/PP > 0.05 did not correspond to 6 pairs of values from 4 stations located in the northern hemisphere. In general, across the entire section for 34 pairs the correlation coefficient is 0.11, which indicates the absence of a relationship between the parameters for γ = 0.05. We assume that the highest bacterial production observed in deep-sea horizons is associated with high concentrations of DOM.

About the authors

S. P. Zakharkov

V.I. Il’ichev Pacific Oceanological Institute, Far Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: zakharkov@poi.dvo.ru
Russian Federation, Vladivostok

E. A. Shtraikhert

V.I. Il’ichev Pacific Oceanological Institute, Far Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

Email: zakharkov@poi.dvo.ru
Russian Federation, Vladivostok

Yu. V. Shambarova

V.I. Il’ichev Pacific Oceanological Institute, Far Eastern Branch, Russian Academy of Sciences

Email: zakharkov@poi.dvo.ru
Russian Federation, Vladivostok

References

  1. Артемьев В.А., Таскаев В.Р., Григорьев А.В. Автономный прозрачномер ПУМ-200 // Материалы 17-й международной научно-технической конференции “Современные методы и средства океанологических исследований”. М.: Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, 2021. С. 95–99.
  2. Бульон В.В. Внеклеточная продукция фитопланктона и ее значение для гетеротрофной активности бактерий // Известия Российской академии наук. Серия биологическая. 2021. № 3. С. 299–308.
  3. Ведерников В.И. Зависимость ассимиляционного числа и хлорофилла “а” от продуктивности вод в различных температурных областях мирового океана // Океанология. 1975. Т. 15. № 4. С. 703–707.
  4. Ведерников В.И., Демидов А.Б. Первичная продукция и хлорофилл в Северной Атлантике (сентябрь-октябрь 1991 г.) // Океанология. 1999. Т. 39. № 6. С. 876–886.
  5. Ведерников В.И., Гагарин В.И., Демидов А.Б. и др. Распределение первичной продукции и хлорофилла в субтропических и тропических водах Атлантического океана осенью 2002 г. // Океанология. 2007. Т. 47. № 3. С. 418–431.
  6. Винберг Г.Г. Первичная продукция водоемов. Минск: Изд-во АН СССР, 1960. 329 с.
  7. Виноградов М.Е., Шушкина Э.А. Функционирование планктонных сообществ эпипелагиали океана. М.: Наука, 1987. 240 с.
  8. ГОСТ 17.1.04.02–91. Вода. Методика спектрофотометрического определения хлорофилла-а. Государственный стандарт союза ССР. М.: Изд-во стандартов, 1991. 14 с.
  9. Демидов А.Б., Ведерников В.И., Гагарин В.И. и др. Продукционные характеристики фитопланктона в восточных районах Атлантики и Атлантическом секторе Южного океана в октябре – ноябре 2004 г. // Океанология. 2008. Т. 48. № 3. С. 396–410.
  10. Демидов А.Б., Мошаров С.А., Гагарин В.И. Продукционные характеристики фитопланктона в Южной Атлантике и Атлантическом секторе Южного океана летом 2009 2010 гг. // Океанология. 2012. Т. 52. № 2. С. 226–226.
  11. Диденко Ю.Т. Аникеев В.В., Ильичев В.И. и др. Исследование влияния ультразвуковой кавитации на монокультуры водорослей методом измерения замедленной флуоресценции // Биофизика. 1985. Т. 30. № 1. С. 103–106.
  12. Захарков С.П., Владимиров А.С., Штрайхерт Е.А. и др. Продукционные характеристики бактерий и фитопланктона в весенне-летний период в Охотском и Беринговом морях // Микробиология. 2017. Т. 86. № 3. С. 364–372.
  13. Захарков С.П., Лепская Е.В., Тепнин О.Б. и др. Первичная продукция Авачинской бухты летом 2017 г. // Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. 2020. № 1 (209). С. 83–89.
  14. Ильинский В.В. Гетеротрофный бактериопланктон: экология и роль в процессах естественного очищения среды от нефтяных загрязнений // Дисс. … д. б. н. М.: МГУ, 2000.
  15. Копылов А.И., Косолапов Д.Б. Микробная “петля” в планктонных сообществах морских и пресноводных экосистем. – Ижевск: КнигоГрад, 2001. 332 c.
  16. Максимов В.В., Щетинина Е.В., Глебова И.В. и др. Определение бактериальной продукции в водах озера Байкал различными методами // Журнал Сибирского федерального университета. Биология. 2009. Т. 2. № 3. С. 255–262.
  17. Морозов Е.Г., Спиридонов В.А., Молодцова Т.Н. и др. Исследования экосистемы Атлантического сектора Антарктики (79-й рейс научно-исследовательского судна “Академик Мстислав Келдыш”) // Океанология. 2020. Т. 60. № 5. С. 823–825.
  18. Мошаров С.А., Мошарова И.В., Фрей Д.И. и др. Первичная и бактериальная продукция в проливе Брансфилда (Антарктика) в летний период // Океанология. 2023. Т. 63. № 4. С. 604–617.
  19. Романенко В.И. Гетеротрофная ассимиляция СО2 бактериальной флорой воды // Микробиология. 1964. Т. 33. № 4. С. 679‒683.
  20. Сажин А.Ф., Романова Н.Д., Мошаров С.А. Бактериальная и первичная продукция в водах Карского моря // Океанология. 2010. Т. 50. № 5. С. 801–808.
  21. Сорокин Ю.И. Численность и продукция бактерий в толще воды центральной части Тихого океана // Океанология. 1971. Т. 11. № . 1. С. 105–116.
  22. Сорокин Ю.И. Применение изотопного метода в водной микробиологии // Успехи микробиологии. 1975. Т. 10. С. 214.
  23. Флинт М.В., Копылов А.И., Суханова И.Н. Сравнительная роль бактерий и фитопланктона в цикле органического углерода в пелагической экосистеме восточной части Берингова моря (район островов Прибылова) // Океанология. 2003. Т. 43. № 1. С. 54–68.
  24. Штрайхерт Е.А., Захарков С.П., Салюк П.А. и др. Распределение содержания хлорофилла-а в Атлантическом океане в декабре 2019 г – январе 2020 г. по данным судовых измерений при различных гидрометеорологических условиях // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. 2022. Т. 15. № 3. С. 97–113.
  25. Arístegui J., Barton E.D., Álvarez-Salgado X.A. et al. Subregional ecosystem variability in the Canary Current upwelling // Progress in Oceanography. 2009. V. 83. P. 33–48.
  26. Behrenfeld M.J., Falkowski P.G. A consumer’s guide to phytoplankton primary production models // Limnology and oceanography. 1997. V. 42. P. 1479–1491.
  27. Bunse C., Pinhassi J. Marine bacterioplankton seasonal succession dynamics // Trends in microbiology. 2017. V. 25. N6. P. 494–505.
  28. Cabrerizo M.J., Carrillo P., Villafañe V.E. et al. Current and predicted global change impacts of UVR, temperature and nutrient inputs on photosynthesis and respiration of key marine phytoplankton groups //Journal of experimental marine biology and ecology. 2014. V. 461. P. 371–380.
  29. Cole J.J., Findlay S., Pace M.L. Bacterial production in fresh and saltwater ecosystems: a cross3 system overview // Mar. Ecol. Prog. Ser. 1988. V. 43. P. 1–10.
  30. Cullen J.J. The deep chlorophyll maximum: comparing vertical profiles of chlorophyll “a” // Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 1982. V. 39. P. 791–803.
  31. Ducklow H.W., Carlson C.A. Oceanic bacterial production // Adv. Microb. Ecol. 1992. V. 12. P. 113–181.
  32. Glukhovets D.I., Salyuk P.A., Artemiev V.A., Shtraikhert E.A., Zakharkov S.P. Variability of Bio-Optical Characteristics of Surface Water Layer during Transatlantic Transect in 2019–2020 // Oceanology. 2021. V. 61. P. 872–880.
  33. Hoppe H.G., Gocke K., Koppe R. et al. Bacterial growth and primary production along a north–south transect of the Atlantic Ocean // Nature. 2002. V. 416. P. 168–171.
  34. Jeffrey S.W., Humphrey G.F. New spectrophotometric equations for determining chlorophylls a, b, c1 and c2 in higher plants, algae and natural phytoplankton // Biochemie und Physiologie der Pflanzen. 1975. V. 167. N2. P. 191–194.
  35. Jordan M.J., Likens G.E. Measurement of planktonic bacterial production in an oligotrophic Lake 1 // Limnology and Oceanography. 1980. Т. 25. N4. P. 719–732.
  36. Karl D.M., Holm-Hansen O., Taylor G.T. et al. Microbial biomass and productivity in the western Bransfield Strait, Antarctica during the 1986–87 austral summer // Deep Sea Research Part A. Oceanographic Research Papers. 1991. V. 38. P. 1029–1055.
  37. Longhurst A. Ecological geography of the sea (2nd Edition) // San Diego, San Francisco, New York, Boston, London, Sydney, Tokyo: AcademicPress, 2006. 543 p.
  38. Marañón E., Holligan P.M., Varela M. et al. Basin-scale variability of phytoplankton biomass, production and growth in the Atlantic Ocean // Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 2000. Т. 47. N5. P. 825–857.
  39. Pace M.L. Bacterial mortality and the fate of bacterial production // Hydrobiologia. 1988. V. 159. P. 41–49.
  40. Pérez V., Fernández E., Marañón E. et al. Seasonal and interannual variability of chlorophyll a and primary production in the Equatorial Atlantic: in situ and remote sensing observations // Journal of Plankton Research. 2005. V. 27. N2. P. 189–197.
  41. Puigcorbé V., Roca-Martí M., Masqué P. et al. Latitudinal distributions of particulate carbon export across the North Western Atlantic Ocean // Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 2017. V. 129. P. 116–130.
  42. Robinson С., Poulton A.J., Holligan P.M. et al. The Atlantic Meridional Transect (AMT) programme: a contextual view 1995–2005 // Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography. 2006. V. 53. N14–16. P. 1485–1515.
  43. Salyuk P.A., Artemiev V.A., Glukhovets D.I. et al. Bio-optical models for estimating euphotic zone depth in the western Atlantic sector of the Southern Ocean in the Antarctic summer. Antarctic Peninsula Region of the Southern Ocean // Oceanography and Ecology. 2021. P. 241–250.
  44. Sherr B.F., Sherr E.B., Hopkinson C.S. Trophic interactions within pelagic microbial communities: Indications of feedback regulation of carbon flow // Hydrobiologia. 1988. V. 159. P. 19–26.
  45. Smyth T., Quartly, G., Jackson T. et al. Determining Atlantic Ocean province contrasts and variations // Prog. Oceanogr. 2017. V. 158. P. 19–40.
  46. Sorokin Yu.I. Radioisotopic Methods in Hydrobiology. Heidelberg: Springer Verlag., 1999. 321 p.
  47. Sorokin Y I. Bacterial populations as components of oceanic ecosystems // Marine Biology. 1971. V. 11. P. 101–105.
  48. Vaqué D., Alonso-Sáez L., Aristegui J. et al. Bacterial production and losses to predators along an open ocean productivity gradient in the Subtropical North East Atlantic Ocean // Journal of Plankton Research. 2014. V. 36. P. 198–213.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».