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.

Description: The oceanic carbon cycle is mainly determined by the combined activities of bacteria and phytoplankton, but the interdependence of climate, the carbon cycle and the microbes is not well understood. To elucidate this interdependence, we performed high-frequency sampling of sea water along a north-south transect of the Atlantic Ocean. Here we report that the interaction of bacteria and phytoplankton is closely related to the meridional profile of water temperature, a variable directly dependent on climate. Water temperature was positively correlated with the ratio of bacterial production to primary production, and, more strongly, with the ratio of bacterial carbon demand to primary production. In warm latitudes (25 degrees N to 30 degrees S), we observed alternating patches of predominantly heterotrophic and autotrophic community metabolism. The calculated regression lines (for data north and south of the Equator) between temperature and the ratio of bacterial production to primary production give a maximum value for this ratio of 40% in the oligotrophic equatorial regions. Taking into account a bacterial growth efficiency of 30%, the resulting area of net heterotrophy (where the bacterial carbon demand for growth plus respiration exceeds phytoplankton carbon fixation) expands from 8 degrees N (27 degrees C) to 20 degrees S (23 degrees C). This suggests an output of CO2 from parts of the ocean to the atmosphere.

Description: The response of the phytoplankton and bacterial spring succession to the predicted warming of sea surface temperature in temperate climate zones during winter was studied using an indoor-mesocosm approach. The mesocosms were filled with winter water from the Kiel Fjord, Baltic Sea. Two of them were started at ~2°C and the temperature was subsequently increased according to the decadal temperature profile of the fjord (ΔT 0°C, baseline treatment). The other mesocosms were run at 3 elevated temperatures with differences of ΔT +2, +4 and +6°C. All mesocosms were exposed to the same light conditions. Timing of peak phytoplankton primary production (PP) during the experimental spring bloom was not significantly influenced by increasing temperatures, whereas the peak of bacterial secondary production (BSP) was accelerated by about 2 d per °C. This suggests that, in case of warming, the spring peak of bacterial degradation of organic matter (in terms of BSP) would occur earlier in the year. Furthermore, the lag time between the peaks of PP and BSP (about 16 d for ΔT 0°C) would diminish progressively at elevated temperatures. The average ratio between BSP and PP increased significantly from 0.37 in the coldest mesocosms to 0.63 in the warmest ones. Community respiration and the contribution of picoplankton (〈3 µm fraction) to this also increased at elevated temperatures. Our results lead to the prediction that climate warming during the winter/ early spring in temperate climate zones will favor bacterial degradation of organic matter by tightening the coupling between phytoplankton and bacteria. However, if PP is reduced by warming, as in our experiments, this will not necessarily lead to increased recycling of organic matter (and CO2).