ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ Βιολ-264 - Θαλάσσια Βιολογία Εργαστήριο: Βένθος Lab exercise: Benthos Μάνος Μωραΐτης Κ. Σιακαβάρα
Βενθικό Περιβάλλον: Θέση Benthic environment: position
Βενθικό Περιβάλλον: τύποι υποστρώματος Benthic environment: sediment types Υπόστρωμα: το υλικό στο οποίο ζούνε οι οργανισμοί του πυθμένα Sediment: the substrate on/in which the benthic organisms live (α) Σκληρό υπόστρωμα: βραχώδεις ακτές και βυθοί Κυρίως επιπανιδικοί οργανισμοί, πολλοί εδραίοι (α) Hard substrate: rocky bottoms, mainly epifaunal organisms
Βενθικό Περιβάλλον : τύποι υποστρώματος Benthic environment: sediment types (β) Μαλακό υπόστρωμα (soft sediment): Το σύνολο των κινητών υποστρωμάτων που περιλαμβάνει υποστρώματα με διαφορετική σύσταση ιζήματος (διαφορά στο μέγεθος των κόκκων: χαλίκια, άμμος, ιλύς, άργιλος) all mobile substrates Εκβολές, παραλίες, αμμώδεις βυθοί, λιμνοθάλασσες Επιπανιδικοί αλλά κυρίως ενδοπανιδικοί οργανισμοί που κατασκευάζουν ένα πλήθος σωλήνων
Κατηγορίες βενθικών οργανισμών Categories of benthic organisms: size Η κατηγοριοποίηση των βενθικών οργανισμών συνήθως γίνεται με βάση το μέγεθός τους a) μεγαπανίδα (megafauna): >5cm b) μακροπανίδα (macrofauna): 500μm-5cm c) μειοπανίδα (meiofauna): 63μm -500μm d) μικροπανίδα (microfauna): <63μm
Κατηγορίες βενθικών οργανισμών Ο διαχωρισμός των βενθικών οργανισμών με βάση το μέγεθός τους δεν είναι απόλυτος: Νεαρές μορφές της μακροπανίδας (π.χ. προνύμφες) μπορεί να βρεθούν στην μειοπανίδα (=προσωρινή μειοπανίδα) (juvenile forms=meiofauna) Οργανισμοί που παραδοσιακά ανήκουν σε συγκεκριμένη κατηγορία μεγέθους (π.χ. νηματώδεις, ισόποδα βαθιάς θάλλασσας) μπορεί να υπερβαίνουν το σύνηθες μέγεθός τους
Μελέτη των βενθικών οργανισμών Study of the benthic organisms 1. Επιστημονικό ερώτημα (Scientific question) 2. Σχεδιασμός (planning) 3. Δειγματοληψία (sampling) 4. Επεξεργασία στο εργαστήριο (lab processing) 5. Στατιστική Ανάλυση (statistical anαlysis) 6. Συγγραφή εργασίας (paper writing)
Μελέτη των βενθικών οργανισμών: 1. Επιστημονικό ερώτημα 1. Scientific question Καταγραφή και μελέτη των βενθικών οργανισμών με στόχο την διερεύνηση (potential aims of the study): της βιοποικιλότητας (σύγκριση στο χώρο και στο χρόνο) biodiversity studies της δομής και λειτουργίας του οικοσυστήματος - ( ecosystem structure and function) της φυλογένεσης και εξέλιξης των ειδών phyllogenetics and evolution
Μελέτη των βενθικών οργανισμών: 2. Σχεδιασμός 2. Planning Επιλογή τόπου δειγματοληψίας (sampling area): Περιοχή (παράκτια, ανοιχτή θάλασσα) - location Βάθος - depth Υπόστρωμα - substrate Είδος οργανισμών (τύπος, θέση, μέγεθος...) faunal types Επιλογή τρόπου δειγματοληψίας (sampling type): Διαθέσιμα μέσα (available equipment)
Μελέτη των βενθικών οργανισμών: 3. Δειγματοληψία coastal sampling equipment Λήψη δειγμάτων σε μικρά βάθη: - (α) Πυρήνες ιζήματος για πανίδα και θρεπτικά (sediment cores) - (β) Αρπάγες για πανίδα και θρεπτικά (grabs)
3. Μελέτη των βενθικών οργανισμών: Δειγματοληψία (deep sea equipment) Λήψη δειγμάτων σε μεγάλα βάθη : Πυρήνες ιζήματος (multicores boxcores gravity cores) για πανίδικά, θρεπτικά και γεωλογικά δεδομένα Βενθική τράτα για επιπανίδα ROV (Remote Operating Vehicle) Βαθυσκάφος Θέτις
Μελέτη των βενθικών οργανισμών: 3. Δειγματοληψία Επεξεργασία δειγμάτων στο πεδίο (in situ) Samples field processing - Διαχωρισμός στρωμάτων ιζήματος (layers of sediment) - Ξέπλυμα (κοσκίνισμα δειγμάτων), sieving - Συντήρηση, fixation - Αποθήκευση, storage
Μελέτη των βενθικών οργανισμών: 4. Επεξεργασία στο εργαστήριο Lab processing 1. Κοσκίνισμα - sieving 2. Διαλογή - sorting 3. Προσδιορισμός - identifications 4. Υπολογισμός μεγέθους/βιομάζας size/biomass 5. Εισαγωγή δεδομένων data entry 6. Επεξεργασία οργανισμών με μοριακές τεχνικές molecular technics
Μελέτη των βενθικών οργανισμών: Επεξεργασία στο εργαστήριο 1. Κοσκίνισμα/ξέπλυμα sieving/washing: Μείωση του όγκου και του χώρου αποθήκευσης (reducing the volume of the sample) αντικατάσταση συντηρητικού με αλκοόλη (καλύτερη μακροπρόθεσμη συντήρηση, αποφυγή προβλ. υγείας) - formalin to alkohol (75%) Προσθήκη χρωστικής (Rose Bengal) για ευκολότερη διαλογή των οργανισμών από το ίζημα
Μελέτη των βενθικών οργανισμών: Επεξεργασία στο εργαστήριο 2. Διαλογή (sorting)
Μελέτη των βενθικών οργανισμών: Επεξεργασία στο εργαστήριο 3. Προσδιορισμός: κύριο εργαλείο για την διερεύνηση της ποικιλότητας organismsi dentification is the main tool for the study of diversity (taxonomy & systematics) Η καταγραφή των βενθικών οργανισμών γίνεται με την βοήθεια της ταξινομικής, η οποία προσφέρει την τεχνογνωσία για την κατάταξη των οργανισμών. Η κατάταξη των οργανισμών μέσα σε ευρύτερες ομάδες γίνεται με την βοήθεια της συστηματικής, η οποία είναι το κύριο εργαλείο της βιολογικής ποικιλότητας
βενθικών ασπόνδυλων Μελέτη των βενθικών οργανισμών: Επεξεργασία στο εργαστήριο - Προσδιορισμοί ΣΠONΔYΛΩTA Δακτυλιοσκώληκες Aρθρόποδα A. Διαχωρισμός στα βασικά φύλα των Hμιχορδωτά Eχίουρα Xορδωτά Σωληνοειδή Πογωνοφόρα Mαλάκια Φορονοειδή Nηματώδεις Bραχιόποδα Eχινοδέρματα Bρυόζωα Πλατυέλμινθες Σπόγγοι Kνιδόζωα Kτενοφόρα Πρωτόζωα
Μελέτη των βενθικών οργανισμών: Επεξεργασία στο εργαστήριο - Προσδιορισμοί B. Στο επίπεδο του είδους: Χρήση στερεοσκοπίου και μικροσκοπίου For species level identifications a microscope is needed
Μελέτη των βενθικών οργανισμών: Επεξεργασία στο εργαστήριο - Προσδιορισμοί Χρήση κλειδών (keybooks) για τον προσδιορισμό κάθε ατόμου: βιβλία, δημοσιεύσεις, online data bases
Μελέτη των βενθικών οργανισμών: Επεξεργασία στο εργαστήριο - Προσδιορισμοί Χρήση κλειδών - Προβλήματα (problems): Συχνά πεπαλαιωμένες: αλλαγές ονοματολογίας, νέα είδη, μη διαθεσιμότητα για νέες περιοχές και πανίδες old key books, not including new sp. names, rankings, areas etc Δύσκολή η διαρκής ενημέρωση, difficult to update constantly > 40 σχετικά περιοδικά (large number of relevant journals) Zoological Records (ακριβά-expensive) Ανανεούμενες (θεωρητικά) not always updated
Μελέτη των βενθικών οργανισμών: Επεξεργασία στο εργαστήριο - Προσδιορισμοί Συστηματική κατάταξη στο επίπεδο του είδους (systematic ranking at species level): Phylum Echinodermata Class Asteroidea Order Spinulosida Family Echinasteridae Genus Echinaster Species sepositus
Μελέτη των βενθικών οργανισμών: Επεξεργασία στο εργαστήριο 4. Υπολογισμός βιομάζας (biomass calculation) Ζυγός (0.0001 g) Υγρή ή ξηρή βιομάζα (wet/dry bms) Προσφέρει πληροφορίες για το ενεργειακό περιεχόμενο κοινότητας information for the energy content of the community Παρέχει ενδείξεις για την διαθεσιμότητα τροφής προς ανώτερα τροφικά επίπεδα indications for the food availability in higher food levels
Μελέτη των βενθικών οργανισμών: Εισαγωγή δεδομένων data entry Name: Project: Area: Identification Form Station code: a/a Species Abundance 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Comments
Μελέτη των βενθικών οργανισμών: Επεξεργασία οργανισμών με μοριακές τεχνικές molecular techniques Χρήση δειγμάτων για τον προσδιορισμό της γενετικής δομής των οργανισμών (genetical structure) Μελέτη της εξέλιξης και της φυλογενετικής ιστορίας των οργανισμών (evolution, phylogenetic history)
Μελέτη των βενθικών οργανισμών: 5. Στατιστική Ανάλυση - statistical analyses Μέτρηση αφθονίας και βιομάζας (abundance biomass counts) Υπολογισμός ποικιλότητας και ομοιότητας (diveristy, eveness calculation) Χρήση βιολογικών δεικτών: είδη «κλειδιά» (Use of indicators) ) Συνδυασμός βιοτικών δεδομένων με μετρήσεις αβιοτικών παραγόντων (combination of biotics with abiotic data) Παρακολούθηση πληθυσμών σε τακτά χρονικά διαστήματα (monitoring)
Εργαστηριακή Άσκηση: Lab exercise: Προσδιορισμός βασικών ομάδων μακροπανιδικών οργανισμών μαλακού υποστρώματος Identification of the major groups from a soft sediment macrofaunal community
Εργαστηριακή Άσκηση Η μακροπανίδα είναι η πιο μελετημένη ομάδα βενθικών οργανισμών Οι κύριες ομάδες οργανισμών που την απαρτίζουν είναι: Polychaeta (Annelida) Καρκινοειδή (Arthropoda) Μαλάκια (Mollusca) Εχινόδερμα (Echinodermata) Σωληνοειδή (Sipuncula) Varia (Phoronida, Nemerteans etc )
1. Σκωληκόμορφα (worm-like): Στροβιλιστικοί (Turbellaria) Νεμερτίνοι (Nemertina) Νηματώδεις (Nematoda)
1. Σκωληκόμορφα (worm-like): Φωρονοειδή (Phoronida) Ολοθούρια (Holothuroidea) Σωληνοειδή (Sipuncula)
2. Σκώληκες (worms): Πολύχαιτοι (Polychaeta)
2. Σκώληκες (worms) : Ολιγόχαιτοι (Oligochaeta)
3. Καρκινοειδή (crustacea): Κουμώδη (Cumacea) Μυσιδώδη (Mysida) Οστρακώδη (Ostracoda)
3. Καρκινοειδή: Ισόποδα(Isopoda) Αμφίποδα (Amphipoda) Ταναϊδώδη (Tanaidacea)
3. Καρκινοειδή: Δεκάποδα (Decapoda)
4. Μαλάκια(Mollusca): Δίθυρα (Bivalvia) Πολύπλακοφόρα(Polyplacophora)
4. Μαλάκια: Γαστερόποδα(Gastropoda) Γυμνοβράγχια(Nudibranchia) Κεφαλόποδα (Cephalopoda)
5. Εχινόδερμα(Echinodermata): Αχινοί (Echinoidea) Αστερίες (Asteroidea) Οφίουροι (Ophiuroidea)