Trophic ecology and food web interactions of Baltic Sea jellyfish

At genskabe fødenet ved bestemmelse af væsentlige trofiske niveauer mellem arter, styrker forståelsen af økosystemers opbygning, funktion og dynamik. En dybdegående forståelse af trofiske interaktioner og opbygningen af fødenettet er dermed essentiel for evalueringen af økosystemers stabilitet og funktion under klimaforandringer, og for at understøtte velfunderet naturbeskyttelse og naturressource strategier i den antropocæne tidsalder. Klimaforandringer og andre antropogene presfaktorer såsom overfiskeri, eutrofiering, iltsvind og intenst marint konstruktionsarbejde lader til at være fordelagtige for vandmandsbestande, som derfor potentielt kan spille en nøglerolle i fremtidens kystområder. I midlertidigt, har vandmænds trofiske økologi været historisk overset med kun en nylig forøget interesse i forbindelse med udviklingen af nye metoder, såsom undervandsoptagelser, genetisk metabarcoding og biokemiske trofiske markører. Denne mangel på viden er særligt udtalt i Østersøen, et marginalt brakvandshav, som har oplevet forandringer i exceptionelle hastigheder forårsaget af miljømæssige og antropogene forstyrrelser gennem det sidste halve århundrede.

I kapitel I fremfører jeg dermed først et synoptisk overblik over tilgængelige studier omhandlende vandmænds trofiske økologi i Østersøen, i form af en review-artikel publiceret i Marine Biology Research. Vi identificerede 57 studier med en stærk bias af studier omhandlende Aurelia aurita, Mnemiopsis leidyi og i mindre grad Cyanea capillata. Vi viste, at vigtigheden af vandmænds trofiske roller varierer efter art, og de er stærkt påvirket af temporale og spatiale karakteristika. Eksempelvis, var vandmænds påvirkning af fødenettet større i mere indelukkede systemer, såsom fjorde, hvilket tillod akkumuleringer af store biomasser af vandmænd. Ydermere, fremhævede vi begrænsninger og mangler på viden, såsom manglende data fra længere tidsserier, ukendt prædation på vandmænd samt manglen på spatiale undersøgelser i storskala, hvilket, til stadighed, hæmmer en systematisk forståelse af vandmænds trofiske økologi i Østersøen.

I betragtning af vidensmanglerne identificeret i kapitel I, foretog vi prøvetagning af hele fødenettet ved analyse af stabile isotoper og fedtsyrer som trofiske markører. Dette i form af et manuskript indsendt til Journal of the Whole Environment. Vi indsamlede prøver langs en salinitetsgradient fra Kieler-bugten til de to dybere og mere produktive områder i Bornholmsbassinet og Gotlandsbassinet med et særligt fokus på vandmænd, samt en spatiotemporal opklaring. Resultaterne blev opsummeret Abstract 9 i kapitel II og udgør, til dato, en af de største datasæt af trofiske markører af det pelagiske fødenet i Østersøen, samtidig med, at det repræsenterer en værdifuld grundlinje, hvorfra fremtidige forandringer kan sammenlignes med. Ud fra dette datasæt afdækkede vi de meget komplekse trofiske roller som Østersøens vandmænd spiller. Vi viste, at vandmænd udgør integrerede dele af Østersøens fødenet og de udfylder trofiske roller fra sestonfiltrering til planktoniske prædatorer. Disse roller var typisk forskellige afhængigt af vandmandsarten, samt afhængigt af både årlig og flerårig variation, samtidig med, at spatiale karakteristika kun påvirkede en mindre del i definitionen af vandmænds trofiske roller. Ydermere, fremhævede vi, at forskellige vandmandsarter ikke repræsenterede en homogen trofisk helhed, og de bør dermed ikke behandles som dette i modellering af fødenet, som de ellers, for nuværende, typisk bliver. Endvidere, ved undersøgelser af fedtsyresammensætningen for forskellige arter af vandmænd, var vi i stand til at tilvejebringe første bevis for en potentiel scyphozoa-specifik trofisk fedtsyremarkør i form af forhøjede arachidonsyre til docosahexaensyreratioer. 

I kapitel III, undersøgte vi prædationen af M. leidyi på sildelarver (Clupea harengus). Indflydelsen af M. leidyi på Østersøens fiskelarver blev kortvarigt evalueret i årene efter dens invasion i 2006. I midlertidigt var resultaterne delvist modstridende, spatialt begrænset til Bornholmsbassinet og fokuseret på torskelarver. I Kielerfjorden kan forekomsten af sildelarver og M. leidyi tidsmæssigt overlappe, hvoraf prædation udført af M. leidyi ikke kan udelukkes. Ikke desto mindre, var viden om den eksisterende prædation og dets indflydelse fuldstændigt ukendt. Med resultaterne fra kapitel III, viste vi, at selv de mindste eksemplarer af M. leidyi (0,9 cm oral-aboral længde) var i stand til at fange og prædere på larver med blommesæk. Organismer af M. leidyi i alle størrelser fortsatte med dette i samme filtrationsrate, når alternativt byttedyr i form af Acartia tonsa copepoder var tilgængelige. M. leidyis filtreringsrate af sildelarver forøgedes med størrelsen af prædatoren og mindskedes med alderen af byttedyret.