Saaristomeren tutkimuslaitos

Kenttäasema täynnä tarinoita

Tag: eläinplankton

Saaristomeren talvi – kurkistus jäätyneen pinnan alle

Seili post quay
Seiliä ympäröivä merivesi on pakkaspäivien ansiosta alkanut viimein jäätyä ja veden lämpötila näyttää postilaiturilla noin 0 astetta. Mutta mitä tapahtuu jäätyneen pinnan alla? Seilissä ympäristön seurantaa tehdään vuoden ympäri ja Päiväluodon näytteenottopisteellä käydään mahdollisuuksien mukaan myös talvikuukausina. Tällä kertaa avaamme hieman sitä mitä Seilin lähivesiltä kerätyt vesi- ja eläinplanktonnäytteet kertovat pinnan alla tapahtuvista vuodenaikaismuutoksista.

Seili postilaituri

Seilin postilaiturin sumuiset maisemat perjantaina 9.2.2018

Saaristomeren vesin on kesäisin kerrostunut lämpötilan mukaan. Syksyllä pintavesi tulee jäähtyessään raskaammaksi ja painuu syvemmälle sekoittaen samalla vesipatsasta syvyyssuuntaisesti. Syksyn myrskyt sekoittavat vesimassaa lisää ja lopulta lämpötilan harppauskerros eli termokliini hajoaa ja vesipatsas sekoittuu kauttaaltaan. Tämän jokavuotisen prosessin seurauksena Seilin pohjoispuolella sijaitsevalla 50 metriä syvällä ympäristöseurantapisteellä vesi on talvisin tasaisen kylmä pinnasta pohjaan. Myös meriveden suolapitoisuus on talvisin pinnasta pohjaan noin 6‰ luokkaa. Saaristomeren keskisyvyys on vain 23 metriä, minkä vuoksi alueelle ei synny varsinaista suolapitoisuuden harppauskerrosta eli halokliiniä, joka estäisi veden sekoittumisen.

ODAS Seili

Vuoden 2017 suolapitoisuus- ja lämpötilaprofiilit Päiväluodon näytteenottoasemalla. Kuvista nähdään hyvin vesipatsaan syksyinen sekoittuminen. Vedenlaadun vuodenaikaisia muutoksia voit seurata sivulla Saaristomeri.utu.fi. Keväällä tietojen yhteyteen lisätään myös poijussa olevan sääaseman tiedot.

31.1.2018 CTD-profiili

Tammi-helmikuun vaihteessa Ilmatieteenlaitoksen  CTD-sondilla  (vasemmalla; CTD = Conductivity-Temperature-Depth) vesipatsaasta otettu syvyysprofiili (oikealla). Punainen viiva näyttää vesipatsaan lämpötilan (°C), vihreä suolapitoisuuden (PSU) ja sininen ja violetti happipitoisuuden (ml/L) ja saturaatioprosentin (%). Kuva: STL & IL.

Meriveden jäähtymisen ja tarjolla olevan ruoan määrän vähenemisen myötä useat Itämeren eläinplanktonlajeista  viettävät talvensa joko toukkavaiheina tai pohjasedimentissä lepomunina. Joidenkin lajien aikuisvaiheita tavataan kuitenkin planktonnäytteissä pienissä määrin myös talvikuukausina. Näistä yleisimpiä ovat Itämeren runsaimpiin ja yleisimpiin hankajalkaislajeihin kuuluvat Acartia bifilosa ja Eurytemora affinis. Näiden lisäksi  näytteissä havaitaan jonkin verran rataseläimiä sekä esimerkiksi simpukoiden ja amerikansukasjalkaisen (Marenzelleria spp.) planktisia toukkavaiheita.

Acartia CIV_V, nauplius, CI_III, A. bifilosa F l=1800 Seili 20032002

 Acartia bifilosa hankajalkaisen eri kehitysvaiheita Seilistä kerätyssä näytteessä.  Kuva: All rights reserved, (c)Satu Zwerver, Zwerver.fi

Seilin lähivesien jäätyminen ei vain vaikeuta Nauvon ja Seilin välistä meriliikennettä vaan vaikuttaa muun muassa veden virtauksiin, ilman kanssa tapahtuvaan kaasujen vaihtoon kuin myös vedessä ja sen läheisyydessä eläviin eliöihin. Ei heti uskoisi, mutta jääpeitekin pitää sisällään piilevistä, panssarilevistä, sinilevistä, rataseläimistä, planktonäyriäisten toukkavaiheista ja bakteereista koostuvan eliöyhteisön. Nämä lajit elävät sekä jään reunoilla että sisällä ja yhteisön lajikokoonpano ja biomassa vaihtelevat jään muuttuessa talven mittaan.

Viime talvet ovat olleet Seilissä vähälumisia ja meri on ollut suuren osan talvesta avoin. Talven olosuhteilla on suuri merkitys kevään kannalta sillä jäät ja niiden lähtö vaikuttavat muun muassa jokien virtaumien ajoittumiseen ja voimakkuuteen,  kevätkukinnan alkamisen ajankohtaan ja lajikoostumukseen, ja edelleen esimerkiksi eläinplanktoniin ja kaloihin. Lämpimien talvien yleistyminen nähdään aikasarjoissa muun muassa kevään kasviplanktonkukinnan ja tiettyjen eläinplanktonlajien runsaushuippujen aikaistumisena.

Seili Päiväluoto UTU

Näytteenotto Päiväluodolla maaliskuussa 2006.

Hydrokopteri saapuu Seiliin, kuva: Veikko Rinne

Hydrokopteri saapuu Seiliin vuonna 1986. Kuva: (c) Veikko Rinne, juhlakirjasta Seili – Saaristomeren tutkimusta 50 vuotta

Training course on Baltic Sea zooplankton identification

Laskurin rytmikäs klik-ääni kaikuu seminaarihuoneessa kun laskemme eläinplanktonnäytteistä Bosmina longispina maritima vesikirppuja. Silmieni alla makaavalla lasilevyllä käy vilske kun rataseläimet taistelevat tilasta vesikirppujen kanssa. Vilinä on niin kova, että kestää hetki nähdä selvästi kun siirrän katseeni pois mikroskoopin okulaareilta. Välillä mikroskoopin näkökentän pimentää  musta varjo – linssin alla ohitse kiitävä hankajalkainenkin näyttää jättiläiseltä. Acartia tai Eurytemora veikkaan ja lähempi tarkastelu paljastaakin yksilön jälkimmäiseksi.

Eläinplankton on tärkeä ja keskeinen osa merten ekosysteemiä, joka yhdistää ravintoverkon eri tasot toisiinsa. Tutkimuksen ja pitkäaikaisseurannan kannalta oikea ja tarkka lajintunnistus on elintärkeää. Se ei kuitenkaan ole helppoa vaan vaatii vuosien harjoittelua. Syventäviä lajintuntemuksen kursseja on kuitenkin vaikea löytää, sillä asiaan harjaantunut asiantuntijajoukko on pieni ja rahoitusta kurssien järjestämiseen on monesti vaikea saada.

Seilissä tällä viikolla ensimmäistä kertaa järjestetyn eläinplanktonin lajintunnistukseen keskittyvän koulutusvientikurssin aikana syvennyttiin lajintunnistuksen saloihin, osallistujien tunnistustaidot huomioonottaen. Mukana oli osallistujia niin Suomesta, Virosta, Saksasta, Israelista kuin Kanadastakin. Osa oli laskenut ja tunnistanut eläinplanktonnäytteitä pidemmän aikaa, osa vähemmän. Ryhmän koko kuitenkin mahdollisti sen, että jokainen sai tasoistaan ohjausta.

Ensimmäisenä kurssipäivänä lähdettiin perusteista; isokokoisten hankajalkaisten morfologiasta on hyvä aloittaa. Viikon mittaan siirryttiin yhä pienempiin ja pienempiin eliöihin ja niiden osiin. Puhumme 5. jalasta, segmenteistä, furcasta  ja uimaraajoista välillä lajien ekologiaan eksyen. Opettajina toimivat Saaristomeren tutkimuslaitoksen tutkimusjohtajan toimesta vuonna 2016 eläköitynyt Ilppo Vuorinen ja laitoksen luottoanalysoija Satu Zwerver (Plankton Zwerver). Kärsivällisesti opettajat kertovat ja näyttävät osallistujille lajien erot viimeistä sukasta myöten. Apuna tunnistamisessa käytettiin tutkimuslaitoksen omaa eläinplanktonopasta sekä Telesh et al. (2009) Zooplankton of the Open Baltic Sea atlasta. Hengähdyshetken mikroskopointiin tuo näytteenottoretki Airistolle r/v Aurelian kyydissä.

Itämeren murtovedestä johtuen tutkimamme lajisto on kokoelma mereisiä ja makean veden lajeja. Teoriassa opiskellut erot käydään läpi myös käytännössä kun siirrymme analysoimaan näytteenottoretkellä kerättyjä näytteitä. Pian huomataan, että tunnistus ei ole niin helppoa miltä ensisilmäyksellä vaikuttaa. Opimme mihin yksityiskohtiin kannattaa kiinnittää huomiota, mutta harjaantunut silmä erottaa lajit nopeasti toisistaan jo pelkän habituksen perusteella. Kokemukset ja tieto vaihtavat omistajaa kun vertaillaan laskentakyvettejä, mikroskooppeja ja muita työskentely- ja tunnistusmenetelmiä. Välillä keskustelu intoutuu väittelyyn asti.

Ennen kurssin loppua on meille Itämeren eläinplanktoneihin tottuneille luvassa harvinaista herkkua kun tarkastelemme yhtä itäiseltä Välimereltä tuotua näytettä. Lajit ovat eri kuin Itämeressä, mutta siitä huolimatta karkea lajittelu onnistuu kohtuullisen helposti ja löytyypä näytteestä nuolimatojakin (Chaetognatha), joita ei Pohjois-Itämerellä tavata. Keskustelua herätti myös lajintunnistuksen tulevaisuus, digitaaliset kuvantamismenetelmät, niiden hyödyt ja vaaranpaikat. Valitettavasti kaikki hauska loppuu aikanaan ja kurssitöiden esittelemisen jälkeen olikin jo aika vetää kurssi yhteen ja sammuttaa mikroskoopin valo viimeisen kerran, mutta vain tältä viikolta..

Training course on zooplankton identification -kurssia on tukenut Suomen Luonnonsuojelun Säätiön Rafael Kuusankosken muistorahasto

Kuvat ja teksti: Katja Mäkinen, Saaristomeren tutkimuslaitoksen tutkimusteknikko ja tohtorikoulutettava.

Seilin ympäristömonitoroinnilla on pitkät perinteet

Yksi tutkimuslaitoksen ydintehtävistä on ympäristön, erityisesti meriympäristön, monitorointi, jossa ajallista tarkkailua tehdään kiinteällä asemalla säännöllisin aikavälein samalla tavalla toistuvalla menetelmällä. Seilin vanhin monitorointiohjelma käynnistyi jo vuonna 1966, vain kaksi vuotta laitoksen perustamisen jälkeen. Silloisen Merentutkimuslaitoksen kanssa aloitettiin tuolloin meriveden fysikaalisten ominaisuuksien seuraaminen Seilin Päiväluodossa. Fysikaalisen seurantaohjelman ohessa käynnistyi myös eläinplanktonyhteisön koostumuksen seuranta, joka vuosina 1966-1985 toteutettiin myös yhteistyössä Merentutkimuslaitoksen kanssa. Mittaukset toistettiin 10 päivän välein vuodenajasta tai vallitsevasta kelistä riippumatta. Kyseiset seurantaohjelmat ovat jatkuneet tähän päivään asti ja niitä tukemaan on tullut  myös useita muita seurantaohjelmia. Tämän kauaskatsoisen toiminnan seurauksena laitoksella on tänä päivänä käytettävissään jopa yli 50 vuotta pitkiä aikasarjoja. Nämä aineistot auttavat tutkijoita ymmärtämään meriympäristössä jo tapahtuneita ja mallintamaan  tulevia suunnanmuutoksia.

Vesinäytteenotossa yleisesti käytetty Limnos-näytteenotin on suomalaista designia.

Näytteenotoilla käydään vuodenajasta riippumatta. Talvipakkasilla matkaan lähdetään moottorikelkoin.

Vuosien saatossa meriympäristön tilan seuranta Päiväluodon asemalla on vaihettain laajentunut ja monipuolistunut ja monet seurantaohjelmat toteutetaan yhteistyössä useiden eri sidosryhmien kanssa. Vuonna 2006 Päiväluodon näytteenottopoijun viereen asennettiin Turun ammattikorkeakoulun toimesta automaattinen vedenlaadun seuranta-asema, joka mittaa veden ominaisuuksia (sameutta, lämpötilaa, suola-, happi-, klorofylli- ja sinileväpitoisuuksia) pinnasta pohjaan 4 kertaa päivässä.  Automaattipoijun mittaustuloksia voi tarkastella reaaliaikaisesti tutkimuslaitoksen ylläpitämältä Saaristomeri.utu.fi sivustolta.

Päiväluodon näytteenottopiste on osa kansainvälistä ODAS (Oceanographic Data Acquisition System) monitorointiasemien verkostoa. Taustalla häämöttää vedenlaadun automaattinen seuranta-asema.

Ilmatieteenlaitoksen kanssa toteutettava vedenlaadun seuranta sai uutta potkua kesäkuussa kun käyttöön otettiin uusi CTD-sondi, joka mittaa meriveden lämpötilaa, suola- ja happipitoisuutta . Laitteen toimintaa testaamassa tutkimuslaitoksen preparaattori Markus.

Viimeisin lisäys tutkimuslaitoksen seurantatoimintaan oli tällä viikolla Varsinais-Suomen ELY-keskuksen ja Turun ammattikorkeakoulun kanssa yhteistyössä Käldön saaren läheisyyteen asennettu HydroCycle-sensori, jonka avulla on tarkoitus seurata syvänteiden fosfaattipitoisuuksia. Seurannan avulla voidaan tutkia sisäistä kuormitusta eli ravinteiden noidankehää, jossa pohjasedimenttiin varastoituneet ravinteet vapautuvat takaisin veteen hapen vähetessä. Tämä prosessi kiihdyttää entisestään rehevöitymiskehitystä. Sisäisen kuormituksen merkitys matalilla rannikkoalueilla on suuri.

Heidi ja Jan Turun ammattikorkeakoulusta keskittyvät HydroCycle-sensorin asennukseen. Pieni sade ei asennusta haitannut ja laite saatiin turvallisesti paikalleen.

Siellä lepää! Sensori asennettiin painon ja poijujen avulla merenpohjaan, jolloin se ei haittaa veneliikennettä.

Translation: Environmental and at-sea monitoring is one of the main activities of the Archipelago Research Institute. The earliest monitoring programs started in Päiväluoto sampling station in 1966, just 2 years after the Institute was founded. Back then, the Institute started monitoring the physical quality of the water in 10-day intervals in collaboration with the former Finnish Institute of Marine Research. Concurrently, the Institute started monitoring zooplankton abundance and species composition. The monitoring programs have been operating to this day and thanks to this forethought action, the Institute has now access to over 50-year long time series that help researchers to understand and predict environmental changes.

Since then, the monitoring programs in Seili have become more diverse and advanced. In 2006, an automated monitoring buoy was installed near the Päiväluoto station, which measures turbidity, temperature, salinity, oxygen content, chlorophyll-a and blue-green algae content 4 times a day. You can see the online results from Saaristomeri.utu.fi website (in Finnish).

The latest addition to the monitoring programs is a HydroCycle sensor, which was installed near the island of Käldö this week. The sensor measures the phosphate concentration near the sea bottom and is used to study internal loading, a phenomenon where phosphorus pools accumulated in the sediments of the sea bed are released back to the water under anoxic conditions. The internal loading will often determine the eutrophication status of the area and it has a significant effect especially in shallow coastal areas. The program is run together with the Turku University of Applied Sciences and ELY-Center.

Limnocalanukset eivät nuku öisin, emme siis mekään

Limnocalanus macrurus on mielenkiintoinen eliö. Kyseinen eläinplanktonlaji on yksi suurikokoisimmista hankajalkaislajeista Itämerellä ja makeisiin vesiin sopeutuneena lajina sitä tavataan vain Pohjois-Itämeren ja rannikoiden alhaisissa suolapitoisuuksissa. Selkämerellä, jossa suolapitoisuus on noin 5, laji esiintyy nykyään hyvin runsaana. Saaristomeren tutkimuslaitoksella lajia on tutkittu jo useamman vuoden ajan. Lajin ekologia Itämerellä on huonosti tunnettu, vaikka sen merkitys ravintoverkossa on suuri. Limnocalanus on tärkeä ravintokohde silakalle ja sen onkin Saaristomeren tutkimuslaitoksen tutkimuksissa havaittu olevan Pohjois-Itämerellä silakan lisääntymisen ja kunnon kannalta merkityksellinen saalislaji  (Rajasilta ym. 2014, Mäkinen ym. 2017).

Viimeisimpänä Seilissä on tutkittu Limnocalanuksen vertikaalivaellusta, käyttäytyminen, joka on tyypillistä useille hankajalkaislajeille. Eläinplanktonin vertikaalivaellus on biomassaltaan maailman suurin eläinvaellus, joka tapahtuu joka yö kaikilla maailman merillä. Tutkimuksemme tavoitteena on siis  ymmärtää miten Limnocalanus liikkuu vesipatsaassa suhteessa vuorokauden valorytmiin sekä saalistajien että ravinnon läsnäoloon. Tutkimuksen ensimmäinen näytteenotto toteutettiin elokuussa 2016 ja tänä vuonna näytteenotto toistettiin nyt kun yöllä oli vielä valoisampaa.

Tätä tutkiakseen Seilin henkilökunnan jäsenet, vinssimies Markus, näytteenlaskija Jasmin ja kippari Tommy heräsivät keskiviikkoaamuna aikaisin ja suuntasivat laitoksen Seili 1 -veneellä kohti Airiston syvännettä. Näytteenottomatka kesti kaikkiaan 24 tuntia ja näytteitä käytiin ottamassa Airistolta aina 4 tunnin välein. Väliajat kuluivat Rymättylän Hankan rannassa, yhteysaluksen odotuskopissa.

Näytteenoton onnistumiseen voi joskus vaikuttaa yllättävätkin asiat. Tällä kertaa Saaristoradio osottautui yllättävänkin hyödylliseksi. Airistolla näytteenottopaikan sijainti nimittäin löytyi pimeässäkin helposti kanavan kuuluvuuden avulla – se kun alkoi aina hävitä sopivasti kun pisteeltä oltiin ajauduttu liian kauas. Ja eipä näytteenotto olisi onnistunut muutenkaan ilman 1980-luvun klassikoita.

Aurinko paistaa ja päivä on nuori! Vinssimiestä hymyilyttää.

Planktonhaavin käsittelyä helpottamaan rakennettiin oma vinssi. Odottamattomilta tilanteilta ei kuitenkaan vältytty kun vinssi ei alussa toiminutkaan niinkuin odotettiin. Onneksi Tommyn MacGyver-taidoilla vinssi saatiin korjattua nippusiteitä, vanhaa henkaria ja laudankappaletta hyväksikäyttäen. Jeesusteippiä ei sentään tarvittu. Kipparin ja vinssimiehen saumattoman yhteistyön ansiosta haavi laskeutui suoraan kuin pilkki avantoon!

Planktonhaavista näyte talteen

”Näkyykö Limppareita?”

”Kukas se sieltä kurkistaa?” Näytteistä löytyi myös muutama massiaisäyriäinen, latinankieliseltä nimeltään Mysis spp.

Pikkuhiljaa alkoi hämärtää

Yölabran tunnelmaa Hankan yhteysaluksen odotustilassa. Jasmin ruiskii Eosiini-väriainetta näytepulloihin.

Syvyysmerkkien seurausta taskulampun valossa

Viimeinen näyte ylös!

Kello 2 aamuyöllä näytteet oli kerätty ja oli aika palata takaisin Seiliin

Seiliin rantauduttiin seuraavana aamuna aamuauringon jo sarastaessa. Vaikka näytteitä olisi tehnyt mieli mennä analysoimaan heti, oli pakko malttaa mieli ja nukkua muutama tunti.

Näytteenottomatkan tunnelmia videolla.

Translation: The diel vertical migration of the glacial-relict copepod Limnocalanus macrurus was studied by the Institute’s staff in the Archipelago Sea. Our brave staff members Markus, Jasmin and Tommy took samples during a 24-hour period in every 4-hours. Here are some pictures from the trip. Check also a video Tommy made from the sampling trip!

Viitteet:

Mäkinen, K., Elfving, M., Hänninen, J., Laaksonen, L., Rajasilta, M., Vuorinen, I., & Suomela, J. P. (2017). Fatty acid composition and lipid content in the copepod Limnocalanus macrurus during summer in the southern Bothnian Sea. Helgoland Marine Research71(1), 11.

Rajasilta, M., Hänninen, J., & Vuorinen, I. (2014). Decreasing salinity improves the feeding conditions of the Baltic herring (Clupea harengus membras) during spring in the Bothnian Sea, northern Baltic. ICES Journal of Marine Science71(5), 1148-1152.