GDH activity and ammonium excretion in the marine mysid, "Leptomysis lingvura": effects of age and starvation

[EN] Ammonium (NH4+) release by bacterial remineralization and heterotrophic grazers determines the regenerated fraction of phytoplankton productivity, so the measurement of NH4+ excretion in marine organisms is necessary to characterize both the magnitude and the efficiency of the nitrogen cycle. Glutamate dehydrogenase (GDH) is largely responsible for NH4+ formation in crustaceans and consequently should be useful in estimating NH4+ excretion by marine zooplankton.
Here, we address body size and starvation as sources of variability on the GDH to NH4+ excretion ratio (GDH/RNH4+). We found a strong correlation between the RNH4+ and the GDH activity (r2 = 0.87, n = 41) during growth. Since GDH activity maintained a linear relation (b = 0.93) and RNH4+ scaled exponentially (b =0.55) in well fed mysids, the GDH/RNH4+ ratio increased with size. However, the magnitude of its variation increased even more when adult mysids were starved. In this case, the GDH/RNH4+ ratio ranged from 11.23 to 102.41.

GDH activity and ammonium excretion in the marine mysid "Leptomysis lingvura": effects of age and starvation

Máster Universitario en Oceanografía

GDH activity and ammonium excretion during growth in the marine mysid, "Leptomysis lingvura"

[EN] Ammonium (NH4+) and nitrate (NO3-) are the main constituents of the inorganic nitrogen pool that supports primary production in marine systems. NH4+ release via glutamate deamination in heterotrophic organisms represents the largest recycled nitrogen source in the euphotic zone, supporting around the 80 % of the primary producers requirements (Harrison, 1992). Glutamate dehydrogenase (GDH) is the enzyme that catalyzes this process. This fact has lead to the use of GDH activity as an index, a proxy, for physiological NH4+ formation. The result is a measure of potential excretion that avoids incubation artefacts due to manipulation of the organisms. The relationship between GDH activity and NH4+ excretion in cultures of the marine mysid Leptomysis lingvura is analyzed here. With interspecific and environmental interferences minimized, the study shows that the relationship between GDH activity and NH4+ excretion in L. lingvura is similar to equivalent results measured on mixed assemblages of zooplankton.

The impact of body size and starvation on the biochemistry and the physiology of ammonium excretion in the marine mysid, "Leptomysis lingvura"

[EN] Ammonium (NH4+) release by bacterial remineralization and heterotrophic grazers determines the regenerated fraction of phytoplankton productivity, so the measurement of NH4+ excretion in marine organisms is necessary to characterize both the magnitude and the efficiency of the nitrogen cycle. Glutamate dehydrogenase (GDH) is largely responsible for NH4+ formation in crustaceans and consequently should be useful in estimating NH4+ excretion by marine zooplankton.
Here, we address body size and starvation as sources of variability on the GDH to NH4+ excretion ratio (GDH/RNH4+). We found a strong correlation between the RNH4+ and the GDH activity (r2 = 0.87, n = 41) during growth. Since GDH activity maintained a linear relation (b = 0.93) and RNH4+ scaled exponentially (b =0.55) in well fed mysids, the GDH/RNH4+ ratio increased with size. However, the magnitude of its variation increased even more when adult mysids were starved. In this case, the GDH/RNH4+ ratio ranged from 11.23 to 102.41.

Is the GDH/RNH4+ ratio in the mesozooplankton constant through different oceanic systems?

[EN] Nitrogen (N) is essential for life, but its availability is frequently limited in ocean ecosystems. Among all the compounds which influence the N pool, ammonium (NH4+) represents the major source of N for autotrophs. This NH4+ is provided by bacterial remineralization and heterotrophic grazers, with the mesozooplankton responsible for 12% to 33% of the total NH4+ recycled.  Quantifying the excretion physiology of zooplankton is then, necessary to understand the basis of an aquatic ecosystem’s productivity.
The measurement of glutamate dehydrogenase (GDH) activity has been widely used to assess the NH4+ excretion rates in planktonic communities. However, its relationship with the physiology varies with temperature and the nutritional status of the organisms, among other variables. Here we compare the GDH/RNH4+ ratio between oceanic regions with different trophic conditions.  Strengthening our knowledge of the relationship between GDH activities and the NH4+ excretion rates will lead to more meaningful interpretations of the mesoscale variations in planktonic NH4+ excretion.

Is the GDH/RNH4+ ratio in the mesozooplankton constant through different oceanic systems?

[EN]Nitrogen (N) is essential for life, but its availability is frequently limited in ocean ecosystems. Among all the compounds which influence the N pool, ammonium (NH4+) represents the major source of N for autotrophs. This NH4+ is provided by bacterial remineralization and heterotrophic grazers, with the mesozooplankton responsible for 12% to 33% of the total NH4+ recycled. Quantifying the excretion physiology of zooplankton is then, necessary to understand the basis of an aquatic ecosystem?s productivity. The measurement of glutamate dehydrogenase (GDH) activity has been widely used to assess the NH4+ excretion rates in planktonic communities. However, its relationship with the physiology varies with temperature and the nutritional status of the organisms, among other variables. Here we compare the GDH/RNH4+ ratio between oceanic regions with different trophic conditions. Strengthening our knowledge of the relationship between GDH activities and the NH4+ excretion rates will lead to more meaningful interpretations of the mesoscale variations in planktonic NH4+ excretion.

Long-term variability and effects on larval fish distribution of the Gulf of Mexico Loop Current and Rings

Programa de doctorado: Oceanografía

El petróleo y el mero mero mar

[ES]Mesa redonda en la que se exponen desde distintos ángulos estudios que analizan la cuestión relativa al petróleo y la viabilidad de prospección y explotación en aguas cercanas a Canarias, tanto como recurso, como contaminante, como vertido en superficie y profundidad, el papel de las corrientes, abriéndose un deabte sobre las implicaciones sociales y políticas.

Zooplankton biomass and abundance in the Coastal Transition Zone off Northwest Africa

[ES] La influencia de la actividad mesoscalar sobre la biomasa, abundancia y composición taxonómica del mesozooplancton fue estudiada desde las aguas costeras del afloramiento del NW de África a las aguas oceánicas cercanas a las Islas Canarias. Las muestras fueron escaneadas y analizadas mediante un sistema automatizado de procesado de imágenes digitales (ZooImage), demostrando ser una herramienta clave para este tipo de estudios. Nuestros resultados confirman la influencia de las estructuras mesoscalares en la distribución del zooplancton en la zona. El filamento de afloramiento y el remolino anticiclónico estudiados dieron lugar a un aumento de la biomasa y la abundancia del zooplancton en su interior. El acoplamiento físico-biológico existente en las diferentes estructuras se observa mediante la similitud en la distribución de la clorofila, indicador de las condiciones físicas, y la biomasa de zooplancton.

Biophysical 3D modeling approach of the Canary Current System: a ROMS-PISCES coupling study

Máster Universitario en Oceanografía

Zooplankton biomass and abundance in the Coastal Transition Zone off Northwest Africa

La presentación es la utilizada en la defensa de la memoria de máster

Modelización tridimensional del Ecosistema de la Corriente de Canarias: un estudio de acoplamiento ROMS-PISCES

[ES]Las denominadas Corrientes de Frontera Este comprenden ecosistemas complejos debido a la presencia de procesos a mesoscala y submesoscala que aumentan la variabilidad del sistema. Los modelos de acoplamiento físico-biológico son herramientas bastante interesantes para ayudar a entender dicha variabilidad. Aunque se han desarrollado modelos para los sistemas de afloramiento de las Corrientes de California y de Humboldt, el Ecosistema de la Corriente de Canarias sigue sin ser ampliamente estudiado bajo este enfoque. En este trabajo mostramos los primeros resultados de un modelo acoplado ROMS (Sistema de Modelización de Oceanografía Regional)-PISCES (Esquema de Interacción Pelágica para Estudios de Carbono y de Ecosistemas) para el Ecosistema de la Corriente de Canarias. PISCES simula la productividad oceánica y la variabilidad espacio-temporal de los ciclos de carbono y de nutrientes (P, N, Si, Fe). Como un primer paso, hemos usado la distribución de clorofila como proxy para determinar el funcionamiento del modelo. Se ha observado que los patrones de la distribución de clorofila concuerdan bastante bien con las observaciones realizadas por imágenes de satélite, aunque también se observa que el modelo subestima los valores de las concentraciones. También se compara la distribución de clorofila en la columna de agua con datos reales observándose una buena relación con la clorofila modelada. Además, se incluyen directrices a seguir para mejorar el modelo.

Challenger 1 mission: 5600 km de viaje submarino en glider (Silbo)

[ES]Se presentan algunos datos y resultados de la misión Challenger 1, expedición de un minisubmarino denominado Silbo que salió de Islandia el 23 de junio y llegó a Gran Canaria procedente de Azores en mayo de 2012. Esta misión es un proyecto para circunvalar todos los oceanos de la tierra mediante este vehículo submarino de 2 metros y aproximadamente 50 kilos de peso que sólo consumió medio litro de gasolina en este transecto y mediante el cual se obtienen datos del océano sobre salinidad, tempertauras, etc.

Pastaje (grazing) del microzooplancton en aguas de las Islas Canarias

[EN]The impact of micrograzers upon primary production was measured north of the Canary Islands during 2010 and 2011 using the dilution technique. Grazing was estimated from chlorophyll a but also taking into account the different phototrophic organisms, that is, Synechococcus (Syn), Prochlorococcus (Pro), autotrophic picoeukaryotes (APE) and autotrophic nanoflagellates (ANF). Some experiments showed significant values of grazing upon Syn, Pro or APE although no significant grazing was measured on chlorophyll a. Furthermore, a positive relationship, this means growth instead of grazing, was observed in Syn and Pro in two experiments. Grazing on heterotrophic prokaryotes was also determined and the obtained values were always highly significant. These results showed that the impact of micrograzers upon primary production is a complex process which involves a different grazing pressure upon phytoplankton groups. Therefore, a detailed analysis of the pico, nano and microplanktonic community is essential to really understand the role of micrograzers and the trophic interactions among these groups in subtropical waters.

Efecto de la inanición sobre el metabolismo respiratorio de los misidáceos

[ES]Los misidáceos son pequeños crustáceos que se encuentran en muchas regiones costeras del mundo. Leptomysis lingvura se encuentra en la costa este de Gran Canaria (España) asociada a los fondos arenosos de profundidades entre 5 y 15 metros. Son un importante componente en la cadena trófica como alimento de muchos peces costeros y podrían ser un potencial alimento para ser utilizado en acuicultura. Se ha estudiado su supervivencia y reproducción en cautividad para su utilización en estudios de laboratorio, y han resultado ser una especie apta que se adapta bien a las condiciones de cultivo. En el presente estudio se pretende dilucidar como influyen en la tasa respiratoria y en la tasa de respiración potencial (actividad ETS) las condiciones fisiológicas en que se encuentran los organismos. Se han llevado a cabo dos experimentos, uno de ellos tiene como objetivo el estudio de organismos adultos de similar talla en diferentes períodos de inanición para determinar su efecto en la respiración y en la actividad ETS; el segundo experimento pretende determinar como influyen las condiciones de alimentación en la relación respiración-biomasa. En el primer caso se observa un descenso de la tasa respiratoria en función del aumento del período de inanición, mientras que la respiración potencial no muestra esta relación, siendo más conservativa, lo que se da como resultado una disminución del cociente R/ETS a medida que aumenta el período de inanición. También se observa un aumento de la tasa respiratoria al comienzo de la noche que puede tener relación con ritmos circadianos endógenos de esta especie. El coeficiente de la relación exponencial R-biomasa que presentan los organismos que fueron sometidos durante 7 días a condiciones límite de alimentación son inferiores a 0.75 que establece la ley de Kleiber, mientras que los organismos en buenas condiciones de alimentación muestran un coeficiente muy cercano o superior a 0.75.