Palma de Mallorca, 24/25-04-06 EFLUBIO. Reunión primeros resultados Palma de Mallorca, 24/25-04-06 EFLUBIO. Reunión primeros resultados DIA 24 Presentación.

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1 Palma de Mallorca, 24/25-04-06 EFLUBIO. Reunión primeros resultados Palma de Mallorca, 24/25-04-06 EFLUBIO. Reunión primeros resultados DIA 24 Presentación Objetivos generales del Proyecto Objetivos Parciales Parámetros estimados y responsables Presentación de resultados - Frente - las 3 situaciones % Cumplimiento de los objetivos (medidas). Estimación de tiempo de finalización. DIA 25 Identificación de "agujeros" en relación a los objetivos parciales comprometidos Identificación de posibles colaboraciones/publicaciones con títulos/sujetos tentativos. Identificación de "agujeros" en relación al objetivo principal. Posibles ideas para un nuevo proyecto. Realismo/idealismo. Posibles participantes.

2 Palma de Mallorca, 24/25-04-06 EFLUBIO. Reunión primeros resultados Palma de Mallorca, 24/25-04-06 EFLUBIO. Reunión primeros resultados DIA 24 Presentación Objetivos generales del Proyecto Objetivos Parciales Parámetros estimados y responsables

3 Jan 01-08Jan 09-16Jan 17-24Jan 25-01Feb 02-09Feb 10-17Feb 18-25Feb 26-05 Mar 06-13Mar 14-21Mar 22-29Mar 30-06Apr 07-14Apr 15-22Apr 23-30May 01-08 May 09-16May 17-24May 24-01Jun 02-09Jun 10-17Jun 18-25Jun 26-03Jul 04-11 Jul 12-19Jul 20-27Jul 28-04Aug 05-12Aug 13-20Aug 21-28Aug 29-05Sep 06-13 Sep 14-21Sep 22-29Sep 30-07Oct 08-15Oct 16-23Oct 24-31Nov 01-08Nov 09-16 Nov 17-24Nov 25-02Dec 03-10Dec 11-18Dec 19-26Dec 26-31

4 Objetivo general del proyecto Objetivo Global. La finalidad del proyecto es identificar, cuantificar y relacionar las condiciones físico-químicas, las estructuras de las comunidades planctónicas y los flujos biogeoquímicos en la zona de influencia del frente Nor-Balear (y las dos masas de agua que delimita) durante los periodos de bloom primaveral y de estratificación estival.

5 Objetivo Parcial "Frente Nor-Balear" Objetivos parciales. Estudio hidrográfico del FNB durante la primavera para determinar y parametrizar las características oceanográficas de control. Con la información obtenida se podrá: 1) reconstruir la estructura tridimensional del frente (latitud, longitud y profundidad), 2) analizar la distribución espacial de los principales parámetros físicos (temperatura, salinidad y densidad), 3) calcular las corrientes geostróficas asociadas, 4) estimar la baroclinicidad del frente, 5) describir la presencia de inhomogeneidades termohalinas de mesoescala (filamentos, remolinos, intrusiones, etc) que expliquen la distribución tridimensional de los organismos planctónicos.

6 Objetivos Parcial "3 situaciones" Objetivos parciales 1) cuantificar los flujos verticales de materia orgánica. 2) cuantificar los flujos de materia orgánica en la red trófica. 3) cuantificar a lo largo de una año los flujos de materia orgánica que llegan hasta el sedimento profundo Objetivo parcial. Relacionar los flujos de materia orgánica hacia el sedimento estimados con trampas de sedimento ancladas y la biomasa de fitoplancton en superficie estimada a partir de imágenes de satélite a lo largo de un ciclo anual. Hipótesis de trabajo. Estructura de las comunidades planctónicas 1) diatomeas en primavera al norte del FNB.  2) una población desconocida (quizás Phaeocystis) en primavera al sur del FNB. ? 3) fitoplancton pequeño en verano. 

7 Objetivos concretos 1.- Caracterizar la estructura física del frente Nor-Balear y los procesos de mesoescala asociados en aguas abiertas. Se hará un estudio hidrológico sobre una área que comprenda el frente para reconstruir su estructura tridimensional (latitud, longitud y profundidad), calcular las corrientes geostróficas y estimar la baroclinicidad. Se hará un seguimiento anual por satélite con una mayor intensidad antes, durante y después de las campañas. Se intentará modelar el sistema utilizando estas observaciones y series de datos meteorológicos. Equipo responsable: Subproyecto 2.

8 2.- Caracterizar la estructura química y biológica de la zona de estudio asociada a la hidrografía durante dos épocas contrastadas del año. Se cuantificará la distribución de nutrientes (orgánicos e inorgánicos), parámetros bioquímicos y bacterio, fito y zooplancton en relación a la hidrografía. Equipo responsable: Subproyecto 2.. Objetivos concretos

9 3.- Estudiar el efecto de las composición (estructura) de las comunidades planctónicas en los flujos de carbono entre organismos (redes tróficas). Se medirán los principales procesos de producción planctónica y sus pérdidas por predación, respiración y excreción. Equipo responsable: Subproyecto 1 Objetivos concretos

10 4.- Estudiar el efecto de las composición de las comunidades planctónicas en los flujos verticales (exportación) de materia orgánica e inorgánica, y de los elementos carbono, nitrógeno, fósforo y silicio. Se utilizarán trampas de sedimento flotantes y ancladas y se cuantificará la exportación de material disuelto por difusión. Las trampas flotantes se expondrán durante las campañas oceanográficas y la trampa anclada se expondrá durante un año. Además de la sedimentación gravitacional, se cuantificarán los flujos de materia orgánica disuelta, y los debidos al mesozooplancton (migraciones y producción de paquetes fecales). Equipo responsable: Subproyecto 1 Objetivos concretos

11 Parámetros estimados y responsables ParámetrosMétodo de análisisResponsable Temperatura, salinidad y oxígenoSensoresLópez-Jurado (IEO) Nutrientes inorgánicos (N, P, Si) y orgánicos (DOC, DON, DOP)Análisis químicoVidal (ICM) Composición bioquímica (proteínas y ácidos nucleicos) del plancton Análisis bioquímicoBerdalet (ICM) Biomasa bacterianaRecuento (citometría de flujo)Gasol (ICM) Ciliados y flageladosRecuento (microscopía)Marrasé (ICM) FitoplanctonRecuento (microscopía)Scharek (IEO) Clorofila fraccionadaFluorescencia in vitroJansá (IEO) PigmentosCromatografía líquidaLatasa (ICM) Micro y mesozooplancton: distribución y migración..Pescas verticales y horizontales (LHPR)Fernández de Puelles (IEO) Mesozooplancton: respiraciónElectrodosAlcaraz Mesozooplancton: producción de paquetes fecalesMicroscopíaAlcaraz

12 Parámetros estimados y responsables ParámetrosMétodo de análisisResponsable Diversidad bacterianaFISH / DGGEGasol (ICM) Estados metabólicos bacterianosSondas metabólicas (CTC, SytoB...)Gasol (ICM) Demanda bacteriana de C 3 H-Leucina, 3 H-Timidina, Consumo de O 2 Gasol (ICM) Producción bacteriana 3 H-Leucina, 3 H-TimidinaGasol (ICM) BacterivoríaFLBMarrasé (ICM) Producción primaria 14 C-HCO 3 Estrada HerbivoríaExperimentos de diluciónLatasa (ICM) Sedimentación de materia particuladaPOC, PON, POP, Si-biogénica. Trampas de sedimentoLatasa (ICM) Sedimentación de fitoplanctonMicroscopía. Trampas de sedimentoScharek (IEO) Composición bioquímica (proteínas y ácidos nucleicos) del material sedimentado Análisis bioquímico. Trampas de sedimentoBerdalet (ICM) Sedimentación de pigmentosPigmentos. Trampas de sedimentoLatasa (ICM)

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14 Parámetros estimados y responsables 1.La interpretación de los datos físicos se complementará con métodos de análisis objetivo (Tintoré et al., 1991). Objetivo 1. 2.O2 : se analizará con el método de Winkler (Grasshoff et al., 1999). Objetivo 1 y 2. 3.NO3, NO2, NH4, PO4, SiO4 : se analizarán con autoanalizador (Grasshoff et al., 1999). Previendo valores por debajo del limite de detección para el PO4 sobre todo para la campaña EFLUBIO-1, se realizarán análisis manuales de PO4 con lectura en cubeta de 10 cm de recorrido óptico. Objetivo 2. 4.DOC: se analizará por oxidación catalítica a alta temperatura (HTCO) en un aparato Shimadzu TOC 5000 (Cauwet 1999). Objetivo 2. 5.DON, DOP: se analizarán, tras una oxidación en solución alcalina o ácida de persulfato potásico, como análisis del nitrato y fosfato disueltos (Grassshoff et al., 1999). Objetivo 2. 6.POC, PON: se analizarán con un analizador Carlo-Erba del material recogido en filtros Whatman GF/F pre-combustionados a 550 °C. Objetivo 2. 7.POP: se analizará, tras oxidación en solución ácida de persulfato potásico del material recogido en filtros GF/F pre-combustionados, como fosfato disuelto (Grassshoff et al., 1999). Objetivo 2. 8.Proteínas y Ácidos Nucleicos (RNA y DNA) se analizarán aplicando los protocolos de Lowry et al. (1951) y Berdalet (en prensa), respectivamente, sobre el material recogido en filtros pre- combustionados Whatman GFF de fibra de vidrio. Objetivo 2. 9.Bacterioplancton: se cuantificará por citometría de flujo. Se fijarán con paraformaldehído solución final 1% + 0.1% glutaraldehído y se almacenarán en nitrógeno líquido. Se teñirán con Syto13 con lo que se obtendrá también la proporción de bacterias activas e inactivas (Gasol et al., 1999). Objetivo 2.

15 Parámetros estimados y responsables 10.Fitoplancton: se identificará y cuantificará en muestras seleccionadas por microscopía invertida. Las muestras se fijarán con formol tamponado. Objetivo 2. 11.Pigmentos: se medirá la fluorescencia de la clorofila extraída a partir del material retenido en fracciones de tamaño de > 5 µm (Poretics) y < 5 µm (Whatman GFF). En muestras seleccionadas se cuantificará la totalidad de los pigmentos fotosintéticos por cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) de acuerdo al protocolo de Zapata et al. (2000). Objetivo 2. 12.La biomasa de nanoflagelados heterotróficos (HNF) y ciliados se determinará en muestras seleccionadas. Los flagelados se contarán por epifluorescencia, en muestras preparadas como las de los flagelados fototróficos y además teñidas con DAPI (Porter y Feig, 1980). La abundancia de ciliados se determinará sedimentando un determinado volumen de muestra previa fijación con lugol-acético (10%, concentración fina, Stoecker et al., 1993). Las muestras se contarán en un microscopio invertido. Para la determinación del biovolumen se utilizará un sistema de tratamiento de imágenes. Objetivo 2. 13.Se cuantificará la biomasa de microzooplancton. La recolección de microzooplancton se llevará a cabo recolectará mediante pescas verticales con una red de 40 cm de diámetro y 53 µm de abertura de malla. Las muestras se concentrarán y fijarán en formol 5-7 % neutralizado con tetraborato de sodio. Objetivo 2.

16 Parámetros estimados y responsables 14.Diversidad bacteriana. Los métodos moleculares son las técnicas apropiadas para abrir la “caja negra” filogenética del bacterioplancton. Para comparar comunidades entre sí, se utilizará la técnica de la DGGE (Denaturing gradient gel electrophoresis) por su capacidad para caracterizar la "huella genética" de las comunidades. Esta técnica se complementará con la hibridación in situ mediante sondas oligonucleótidas fluorescentes (FISH) que evita parte de los sesgos que se dan con otras técnicas moleculares basadas en la PCR (Amann et al., 1995). El protocolo en uso actualmente (Alfreider et al., 1996) puede ser modificado para aumentar los niveles de detección (Ouverney y Fuhrman 1999, Schönhuber et al., 1997), y puede ser combinado con citometría de imágenes para obtener, no sólo la filación de cada organismo, sino también otras características celulares, tales como el tamaño o la tasa de crecimiento (Pernthaler et al., 1998, Jürgens et al., 1999). Objetivos 2 y 3. 15.La producción bacteriana se medirá mediante la incorporación de leucina tritiada según el método de Kirchman et al. (1993), y el balance de crecimiento equilibrado mediante su comparación con la técnica de la timidina tritiada (Chin-Leo & Kirchman 1990) Objetivo 3. 16.Diversidad de estados metabólicos. La diversidad de estados metabólicos y grados de actividad celular del bacterioplancton se estudiará mediante el uso combinado de sondas metabólicas fluorescentes y citometría de flujo. Se usará el Syto13 y el Life & Dead de molecular Probes (Gasol et al. 1999), el CTC (Gasol et al. 1995, Sherr et al. 1999) y alguna otra sonda que en estos momentos tenemos en pruebas.

17 Parámetros estimados y responsables 17.Demanda bacteriana de carbono. La cantidad de carbono que en realidad circula por las bacterias heterotróficas será estudiada mediante la estima simultánea de la producción bacteriana (Punto 2) y de la respiración bacteriana, mediante evaluación del consumo de oxígeno en botellas (p.ej. Pomeroy et al. 1995). En estos experimentos, mediremos también la utilización y la respiración de 14C-leucina, como medida adicional de la eficiencia bacteriana de crecimiento (Carlucci et al. 1986). 18.Bacterivoría. La depredación sobre bacterias se determinará mediante el método de desaparición de bacterias trazadoras (FLB) (Pace et al., 1990). Se incubarán muestras de 1 litro entre 24 y 48 horas. A partir de las concentraciones de bacterias trazadoras y naturales en los tiempos inicial y final se calcularán las tasas de crecimiento y de depredación según Salat y Marrasé (1994). Objetivo 3. 19.La producción primaria La producción primaria se determinará mediante el método de asimilación de 14C HCO3 (Steeman Nielsen 1952) y medida de la radiactividad del material retenido por filtros de éster de celulosa (Morán et al., 1999). Se realizarán curvas P E (fotosíntesis irradiancia) de muestras de niveles seleccionados, mediante incubación a varios niveles de PAR (irradiancia fotosintéticamente activa). Se determinarán los parámetros de cada curva siguiendo el método de Platt et al. (1980). La tasa de duplicación instantánea del fitoplancton se calculará combinando la información relativa a la fijación de CO2 con las determinaciones de biomasa. Objetivo 3. 20.La herbivoría por microzooplancton sobre los diferentes grupos del fitoplancton se estimará mediante experimentos de dilución siguiendo el protocolo de Latasa et al. (1997). Objetivo 3.

18 Parámetros estimados y responsables 21.Mesozooplancton. La distribución vertical y horizontal y la migración vertical del meso- (fracción >200 µm) y microzooplancton (fracción <200 µm) se estimará mediante muestreo con red de plancton LHPR (Longhurst Hardy Plankton Recorder). Objetivos 2 y 4. 22.Herbivoría por mesozooplancton. Se estimará el impacto del zooplancton sobre los productores primarios mediante la determinación de la desaparición de clorofila en botellas experimentales contrastadas con controles sin depredadores. Este método, usado anteriormente con éxito en el Pacífico Norte (Calbet y Landry 1999), permite obtener una mayor precisión en las estimas de las tasas de ingestión del zooplancton ya que el resultado obtenido no se basa en la extrapolación de un solo valor a las concentraciones naturales, sino que es el resultado conjunto de múltiples valores agrupados en una recta. Objetivo 3. 23.La excreción y respiración del mesozooplancton se medirá mediante el consumo de O2 por el zooplancton, según la metodología descrita en Alcaraz (1988), Alcaraz et al. (1994, 1998) mediante experimentos a bordo (incubación en agua de mar filtrada). Utilización de electrodos de O2 para medidas de respiración en continuo, y en botellas de DBO (método de micro- Winkler) para valores integrados. Objetivo 3. 24.Se medirá la producción de paquetes fecales por el mesozooplancton durante incubaciones a borde hechas con agua procedente del lugar de captura (Calbet e Irigoien, 1997).

19 Parámetros estimados y responsables 25.Sedimentación de materia particulada. Se analizará POC, PON, POP, Sílice biogénica, proteína y ácidos nucleicos del material de las trampas flotantes retenido en filtros pre-combustionados Whatman GFF con la metodología descrita anteriormente. Para el análisis de Sílica biogénica se recoge el material sobre filtro de policarbonato (poro 0.2 - 1 µm), se extrae la sílica con una digestión alcalina a 85 - 100 °C y la concentración de ácido ortosilícico disuelto se determina espectrofotométricamente (Mortlock y Froehlich 1989, Ragueneau y Tréguer 1994). El análisis de proteínas y ácidos nucleicos se excluirá de las muestras de sedimento ancladas. Objetivo 4. 26.Sedimentación de fitoplancton y otros organismos. Se analizará el contenido de las trampas por microscopía invertida y de epifluorescencia. Objetivo 4. 27.Sedimentación de pigmentos. Se analizarán los pigmentos del material de la trampas retenido en filtros Whatman GFF con la metodología descrita anteriormente. Este análisis no se hará en las trampas de sedimento profundas por problemas de degradación de los pigmentos. Objetivo 4.