FM Vanharanta Mari

37000 €

Itämeren ylijäämäisen fosforin dynamiikkaan liittyvät biologiset prosessit

Tieteellinen tutkimus / siihen pohjautuva työ | Yksivuotinen

Vuosikymmeniä jatkunut rehevöityminen on johtanut laajojen hapettomien pohja-alueiden muodostumiseen Itämeressä. Hapettomissa oloissa, pohjasedimentin rautayhdisteisiin sitoutunut fosfaatti liukenee takaisin veteen. Ilmiötä kutsutaan sisäiseksi kuormitukseksi. Pääsääntöisesti typpirajoitteisessa Itämeressä ylijäämäinen fosfaatti hyödyttää erityisesti lauttamaisia kukintoja muodostavia syanobakteereita, joiden kasvu on muista vastaavissa oloissa kasvavista kasviplanktonryhmistä poiketen fosforirajoitteista. Pohjalle vajoavan leväbiomassan hajoaminen kuluttaa sedimentin happivarastoa ja edistää sisäistä kuormitusta. 1990-luvulta lähtien kevätkukinnan jälkeiset fosfaattipitoisuudet ovat pysyvästi jääneet kohonneelle tasolle, mutta tällä hetkellä ei esimerkiksi tiedetä, miten suuri merkitys kevätkukinnan jälkeen jäävällä fosfaatilla on syanobakteerikukintojen muodostumisessa. Toukokuussa romahtavan kevätkukinnan ja sinileväkukinnan väliin jää tilaa muille biologisille prosesseille, sillä veden alhainen lämpötila rajoittaa syanobakteerien kasvua ennen heinä-elokuuta. Kokeellinen väitöskirjatutkimukseni keskeinen kysymys on, mitkä eliöt hyödyntävät ylijäämäistä fosforia, ja mikä on sen merkitys syanobakteerikukinnoille. Avomerivyöhykkeen mikrobipopulaatiot ovat tutkimuksen keskiössä, sillä ne ovat keskeisiä biogeokemiallisten kiertojen säätelijöitä, ja esimerkiksi heterotrofiset bakteerit ovat hyviä kilpailijoita typpirajoitteisessa ympäristössä. Prosessin ymmärtäminen on tärkeää yksityiskohtaisempien biogeokemiallisten mallien luomisessa ja siten Itämeren tilan parantamisessa. Tutkimus koostuu kenttä- ja laboratoriotöistä, joissa mitataan monipuolisesti Itämeren biologisia, kemiallisia ja fysikaalisia muuttujia. Teemme mm. fluoresoiviin mallisubstraatteihin perustuvia entsyymiaktiivisuuskokeita fosforin ja typen yli-ja alijäämän selvittämiseksi. Lisäksi mikrobipopulaatiota tutkitaan mm. molekyylibiologisin menetelmin sekä mikroskopian ja virtaussytometrian avulla.