Description: The present paper reviews the literature related to the life cycle of the prymnesiophyte Phaeocystis and its controlling factors and proposes novel hypotheses based on unpublished observations in culture and in the field. We chiefly refer to P. globosa Scherffel as most of the observations concern this species. P. globosa exhibits a complex alternation between several types of free-living cells (non-motile, flagellates, microzoopores and possibly macrozoospores) and colonies for which neither forms nor pathways have been completely identified and described. The different types of Phaeocystis cells were reappraised on the basis of existing microscopic descriptions complemented by unpublished flow cytometric investigations. This analysis revealed the existence of at least three different types of free-living cells identified on the basis of a combination of size, motility and ploidy characteristics: non-motile cells, flagellates and microzoospores. Their respective function within Phaeocystis life cycle, and in particular their involvement in colony formation is not completely understood. Observational evidence shows that Phaeocystis colonies are initiated at the early stage of their bloom each by one free-living cell. The mechanisms controlling this cellular transformation are still uncertain due to the lack of information on the overwintering Phaeocystis fomms and on the cell type responsible for colony induction. The existence of haploid microzoospores released from senescent colonies gives however some support to sexuality involvement at some stages of colony formation. Once colonies are formed, at least two mechanisms were identified as responsible of the spreading of colony form: colony multiplication by colonial division or budding and induction of new colony from colonial cells released in the external medium after colony disruption. The latter mechanism was clearly identified, involving at least two successive cell differentiations in the following sequence: motility development, subsequent flagella loss and settlement to a surface, mucus secretion and colony formation, colonial cell division and colony growth. Aggregate formation, cell motility development and subsequent emigration from the colonies, release of non-motile cells after colony lysis on the other hand, were identified as characteristics for termination of Phaeocystis colony development. These pathways were shown to occur similarly in natural environments. In the early stages of the bloom however, many recently-formed colonies were found on the setae of Chaetoceros spp, suggesting this diatom could play a key-rôle in Phaeocystis bloom inception. Analysis of the possible environmental factors regulating the transition between the different phases of the life cycle, suggested that nutrient status and requirement of a substrate for attachment of free-living cells would be essential for initiation of the colonial form. Physical constraints obviously would be important in determining colony shape and fragmentation although autogenic factors cannot be excluded. Some evidence exists that nutrients regulate colony division, while temperature and nutrient stress would stimulate cell emigration from the colonies.

Description: Within the framework of the JGOFS Pilot Study in 1989 mesozooplankton (0.2–20 mm) was sampled by means of a Hydro-Bios multinet in five depth strata (0–25, 25–50, 50–100, 100–200, 200–500 m) during four Lagrangian drift experiments of 8–14 days' duration at 18, 33, 46 and 58°N, to follow the seasonal progress of the phytoplankton spring bloom development in the northeast Atlantic. Mesozooplankton standing stock, measured as dry weight and ash-free dry weight, increased by a factor of about 6 from 18 to 58°N. Day/night differences amounted to 10–20% of the average and were—with one exception at 18°N—not statistically significant. Using the data on weight-specific respiration rates measured by colleagues on the same cruise, the ingestion rates and potential community grazing of mesozooplankton on phytoplankton within the upper 100 m of the water column were calculated. During all four drift experiments, quasi-steady-state conditions were observed in phyto- and zooplankton standing stock, primary production and daily sedimentation at 100 m depth. The maximum potential grazing rate by mesozooplankton accounted for about half of the daily primary production. Since sedimentation of fresh phytoplankton was negligible, it is concluded that the grazing pressure exercised by mesozooplankton together with micro- and nanozooplankton was responsible for keeping the phytoplankton standing stock at a more or less constant level during the investigated spring bloom in the four areas. Particle flux was thus dominated by zooplankton faecal material.

Description: An vier Tidenzyklus-Stationen von 21 bis 36 Std. Dauer wurde auf einem Längsschnitt von Hamburg bis zur Außenelbe untersucht, welchen Anteil die Bakterien am Abbau der organischen Substanz haben. Der Gesamt-Abbau durch die planktische Organismengemeinschaft wurde aus dem Sauerstoffverbrauch mit einem angenommenen Respirationsquotienten von 0,85 bestimmt. Der bakterielle Abbau wurde über die Biomasse-Produktion und die Wachstums-Effizienz der Bakterien ermittelt. Die Tidenzyklus-Stationen mit einer hohen zeitlichen Auflösung zeigten eine große Variabilität der Abbauprozesse während der Gezeiten. Die Mittelwerte ergaben, dass der Gesamt-Abbau im oberen noch limnischen Bereich 10,2 μg C l-1 h-1 betrug mit einem bakteriellen Anteil von 82%. Flussabwärts ging der Gesamt-Abbau auf 2,7 μg C l-1 h-1 zurück und der bakterielle Anteil belief sich auf rd. 50 %. Der Längsschnitt von Hamburg bis Neuwerk mit einer hohen räumlichen Auflösung zeigte eine grundsätzlich ähnliche regionale Verteilung. Der hohe Anteil des bakteriellen Abbaus in dem oberen limnischen Ästuarbereich geht darauf zurück, dass das hier aus dem Mittellauf der Elbe eingeschwemmte Phytoplankton infolge Lichtmangels größtenteils abstirbt. Die Ursachen liegen in der großen Wassertiefe des Hamburger Hafengebietes und der starken Gezeitendurchmischung der Wassersäule. Dadurch vermindert sich die Respiration des Phytoplanktons und die Abbautätigkeit ist daher im Wesentlichen auf die Bakterien und das Zooplankton beschränkt. Von diesen beiden verbleibenden Hauptkomponenten des Flussplanktons spielen die Bakterien die wichtigere Rolle beim Abbau der organischen Substanz im Elbe-Ästuar.

Description: Der Nord-Ostsee-Kanal ist ein Brackwasserbiotop, der sich durch einen relativ hohen Salzgehalt in seinem östlichen Teil, einem fast ausgesüßten mittleren Bereich und einem leichten Salzgehaltsanstieg auf den letzten westlichen Kilometern auszeichnet. In seiner westlichen Hälfte ist die Wassertrübung deutlich höher als in der östlichen. Die Bakterienzahl lag nahe der Schleuse Kiel-Holtenau zwischen 3,6 und 7,9 x 10 hoch 9 l hoch -1 Zellen, von denen 0 bis 9,5 % an Partikeln angeheftet waren. In Richtung Westen nahmen die Bakterienzahl und der Prozentsatz der partikelgebundenen Bakterien fast linear zu und erreichten in der Nähe der Schleuse Brunsbüttel mit 11,5 bis 18,0 x 10 hoch 9 l hoch -1 Zellen und 80-94 % partikelgebundenen Bakterien ihre Maxima. Trübungsgehalt, Bakterienzahl und Prozentsatz der partikelgebundenen Bakterien waren hoch signifikant miteinander korreliert. Die Mittelwerte der bakteriellen Aktivität (gemessen als Leucin-Inkorporation), die zwischen 45 pmol l hoch -1 h hoch -1 im Januar und 383 pmol l hoch -1 h hoch -1 im Juli lagen, zeigten den großen Einfluss der sommerlichen Temperaturzunahme. Die maximalen Werte der spezifischen Leucin-Inkorporation erreichten rd. 80 pmol h hoch -1 10 hoch -9 Bakterien. Die Umsatzraten von Acetat, das als Repräsentant für die niedermolekularen gelösten organischen Verbindungen verwendet wurde, beliefen sich auf Werte zwischen 7 und 34,1 % h-1 (Mittelwerte über den gesamten NOK). Die Erneuerungszeit für den Acetat-"Pool" lag demnach zwischen rund 14 h (Januar) und 3 h (April).

Description: Heterotrophe Bakterien sind auf die Versorgung mit organischem Material zur Deckung ihres Kohlenstoff- und Energiebedarfs angewiesen. In Gewässern kann dieses Material durch die Primärproduktion des Phytoplanktons und Phytobenthos autochthon erzeugt werden oder allochthoner Herkunft sein. Auf drei Stationen, zwei in der inneren Schlei (Schleswig-Holstein) und eine im Oderhaff (Mecklenburg-Vorpommern), wurde durch Probenahmen in kurzen Abständen versucht, eine von der Primärproduktion des Phytoplanktons gesteuerte Tagesperiodik der Bakterienaktivität nachzuweisen. Beide Gewässer sind stark eutrophiert und haben eine Jahresprimärproduktion von 600 bis 800 g C m-2. An den Untersuchungstagen (Anfang Juni in der Schlei und Ende August im Oderhaff) lag die Primärproduktion zwischen rd. 2,5 und 3,0 g C m-2 pro Tag. Die Maximalwerte der Thymidin- und Leucin-Aufnahme beliefen sich auf 0,346 bzw. 4,01 nmol l-1 h-1und die höchsten Umsatzraten von Glucose und Acetat als Vertreter der niedermolekularen organischen Verbindungen betrugen 99 bzw. 67 % h-1. Statistisch signifikante Unterschiede zwischen den Mittelwerten der Tages- bzw. Nachtmessungen konnten bei keinem Parameter nachgewiesen werden. Der einzige Hinweis auf eine eventuelle Tagesrhythmik fand sich bei der in der ersten Nachthälfte deutlich geringeren Umsatzrate von Glucose. Ein mehrtägiges Laborexperiment mit einer Vergleichsprobe aus der Schlei, die unter kontrollierten Bedingungen im Lichtinkubator gehalten wurde, bestätigte das Fehlen eines Tag-Nacht-Rhythmus. Aus diesen Befunden wird gefolgert, dass einerseits die Versorgung der Bakterien mit organischem Material allochthoner Herkunft groß ist und dass andererseits tageszeitlich nicht gebundene Prozesse wie Zooplanktonfraß oder Hydrolyse in diesen hypertrophen Systemen eine so bedeutende Rolle spielen, dass die Primärproduktion trotz ihrer absoluten Höhe keine messbaren, an die Tageszeit gebundenen Rhythmen der Bakterien hervorruft.

Description: Die Mündungsgebiete von Elbe und Weser bilden die beiden größten deutschen Ästuare. Sie weisen eine Reihe von hydrologischen, geologischen und klimatischen Gemeinsamkeiten auf. Ziel der Arbeit war es zu untersuchen, ob und wieweit diese Gemeinsamkeiten auch in planktologisch/mikrobiologischer Hinsicht gelten. Hierzu wurden bei niedrigem Oberwasserabfluss im Juni 2005 Oberflächenproben in 10 km Abständen in beiden Ästuaren von ihrem limnischen Bereich bis in die Deutsche Bucht genommen. Untersucht wurden die abiotischen Parameter Temperatur, Salzgehalt, Gesamt- und Feintrübung 〈 2 μm sowie die biologischen Parameter Chlorophyll a und Phäopigmente, Bakterienzahl und bakterielle Biomasseproduktion. Die biologischen Variablen hatten ihr Maximum stets in der limnischen Zone. Hier beliefen sich die Werte in der Elbe auf 10,3 μg l-1 Chlorophyll a (Chl a), 9,5 x 109 l-1 Bakterien (BZ) und eine bakterielle Biomasseproduktion (BBP) von 4,3 μg C l-1 h-1. In der Weser lagen sie bei 22,5 μg l-1 (Chl a), 7,8 x 109 l-1 (BZ) und 4,1 μg C l-1 h-1 (BBP). Ein Minimum wurde im Bereich der oberen Brackwassergrenze mit 5,2 μg l-1 (Chl a), 5,4 x 109 l-1 (BZ) und 1,0 μg C l-1 h-1 (BBP) in der Elbe und mit 3,8 μg l-1 (Chl a), 7,4 x 109 l-1 (BZ) und 1,4 μg C l-1 h-1 (BBP) in der Weser gefunden. An der seewärtigen Grenze der Ästuarregionen trat ein erneutes Maximum auf. Damit stimmten beide Ästuare sowohl in der regionalen Verteilung als auch in der Größe der Parameter weitgehend überein.

Description: Die Mündungsgebiete von Elbe und Weser bilden die beiden größten deutschen Ästuare. Sie weisen eine Reihe von hydrologischen, geologischen und klimatischen Gemeinsamkeiten auf. Ziel der Arbeit war es zu untersuchen, ob und wieweit diese Gemeinsamkeiten auch in planktologisch/mikrobiologischer Hinsicht gelten. Hierzu wurden bei niedrigem Oberwasserabfluss im Juni 2005 Oberflächenproben in 10 km Abständen in beiden Ästuaren von ihrem limnischen Bereich bis in die Deutsche Bucht genommen. Untersucht wurden die abiotischen Parameter Temperatur, Salzgehalt, Gesamt- und Feintrübung 〈 2 ?m sowie die biologischen Parameter Chlorophyll a und Phäopigmente, Bakterienzahl und bakterielle Biomasseproduktion. Die biologischen Variablen hatten ihr Maximum stets in der limnischen Zone. Hier beliefen sich die Werte in der Elbe auf 10,3 ?g l-1 Chlorophyll a (Chl a), 9,5 x 109 l-1 Bakterien (BZ) und eine bakterielle Biomasseproduktion (BBP) von 4,3 ?g C l-1 h-1. In der Weser lagen sie bei 22,5 ?g l-1 (Chl a), 7,8 x 109 l-1 (BZ) und 4,1 ?g C l-1 h-1 (BBP). Ein Minimum wurde im Bereich der oberen Brackwassergrenze mit 5,2 ?g l-1 (Chl a), 5,4 x 109 l-1 (BZ) und 1,0 ?g C l-1 h-1 (BBP) in der Elbe und mit 3,8 ?g l-1 (Chl a), 7,4 x 109 l-1 (BZ) und 1,4 ?g C l-1 h-1 (BBP) in der Weser gefunden. An der seewärtigen Grenze der Ästuarregionen trat ein erneutes Maximum auf. Damit stimmten beide Ästuare sowohl in der regionalen Verteilung als auch in der Größe der Parameter weitgehend überein.