9 th Symposium on Oceanography & Fisheries, 2009 - Proceedings, Volume Ι ΠΡΟΚΑΤΑΡΚΤΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΤΑΝΟΜΗΣ ΣΥΓΧΡΟΝΩΝ ΒΕΝΘΟΝΙΚΩΝ ΤΡΗΜΑΤΟΦΟΡΩΝ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΚΤΙΑ ΖΩΝΗ ΤΗΣ N.Α. ΛΕΣΒΟΥ, Β.Α. ΑΙΓΑΙΟ Τσιρίδης Λ. 1, Χασιώτης Θ. 1, Τριανταφύλλου Μ. 2, Κωστοπούλου Μ. 1 1 Σχολή Περιβάλλοντος, Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας, Πανεπιστήμιο Αιγαίου, hasiotis@marine.aegean.gr 2 Τμήμα Γεωλογίας & Γεωπεριβάλλοντος, Τομέας Ιστορικής Γεωλογίας-Παλαιοντολογίας, Πανεπιστήμιο Αθηνών Περίληψη Η ταυτοποίηση των σύγχρονων βενθονικών τρηματοφόρων σε δεκατέσσερα δείγματα από την παράκτια ζώνη της Ν.Α.Λέσβου οδήγησε στην αναγνώριση δώδεκα γενών από τα οποία τα τέσσερα (Elphidium, Triloculina, Quinqueloculina, Ammonia) εμφανίζονται σε υψηλή αφθονία σε όλους τους σταθμούς. Η κατανομή των τρηματοφόρων σε δύο κύριες ζώνες φαίνεται να είναι συνδεδεμένη με την κοκκομετρία και τη βαθυμετρία της περιοχής. Η περαιτέρω μελέτη των υδροδυναμικών συνθηκών, της φυτικής κάλυψης του πυθμένα και των αβιοτικών παραγόντων αναμένεται να αποκαλύψει τις πλήρεις διεργασίες κατανομής των βενθονικών τρηματοφόρων στην περιοχή έρευνας. Λέξεις κλειδιά: βενθονικά τρηματοφόρα, Λέσβος, Αιγαίο, παράκτια ζώνη. PRELIMINARY RESULTS OF BENTHIC FORAMINIFERA DISTRIBUTION IN THE COASTAL ZONE OF SE LESVOS, N.E. AEGEAN SEA Tsiridis L. 1, Hasiotis T. 1, Triantaphyllou M. 2, Kostopoulou M. 1 1 School of Environment, Department of Marine Sciences,University of the Aegean, hasiotis@marine.aegean.gr 2 Faculty of Geology & Geoenvironment, Department of Hist. Geology-Paleontology, University of Athens Abstract Benthic foraminifera population in fourteen samples along the coastal zone of SE Lesvos in Greece, were analyzed, leading to the identification of 12 main taxa. Four of them (Elphidium, Triloculina, Quinqueloculina, Ammonia) appear to be abundant in all sampling stations. The spatial distribution of the foraminiferal assemblages into two main zones seems to be associated with the surface sediment granulometry and bathymetry. Further study of the hydrodynamic conditions, seabed vegetation and other abiotic factors is expected to shed light to the processes of foraminiferal distribution in the study zone. Keywords: benthic foraminifera, Lesvos, Aegean Sea, coastal zone. 1. Εισαγωγή Τα βενθονικά τρηματοφόρα κατατάσσονται στους σημαντικότερους οργανισμούς, που συνθέτουν τις σύγχρονες και απολιθωμένες βενθονικές βιοκοινωνίες. Ένα από τα βασικά πλεονεκτήματά τους είναι ότι απαντώνται σε μια μεγάλη ποικιλία θαλάσσιων περιβαλλόντων. Κύρια χαρακτηριστικά τους, όπως το ανθρακικό κέλυφος, το μικρό μέγεθος, η ευρεία κατανομή και οι μικροί αναπαραγωγικοί τους κύκλοι, τα καθιστούν πολύ χρήσιμα εργαλεία σε διάφορα πεδία μελέτης των φυσικών και περιβαλλοντικών επιστημών (Coccioni, 2000; Frontalini & Coccioni, 2008; Triantaphyllou et al., 2005; Κουκουσιούρα, 2005). Πολυάριθμες έρευνες έχουν τεκμηριώσει τη χρησιμότητα των βενθονικών τρηματοφόρων στην καταγραφή σύγχρονων περιβαλλόντων αλλά και παλαιοπεριβαλλόντων καθώς θεωρούνται ιδανικοί βιολογικοί δείκτες αφού αντανακλούν ένα μεγάλο αριθμό διεργασιών, όπως τη ροή θρεπτικών και τις φυσικοχημικές παραμέτρους του θαλασσινού νερού (Albani et al., 2007). Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να εξεταστεί η κατανομή των σύγχρονων βενθονικών τρηματοφόρων στην παράκτια ζώνη της Ν.Α. Λέσβου (Εικ. 1) και να προσδιοριστούν οι σημαντικότεροι παράγοντες που επηρεάζουν την κατανομή αυτή. -590-
9 ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 2009 - Πρακτικά, Τόμος Ι Εικ. 1: Περιοχή μελέτης, διάταξη όλων των σταθμών δειγματοληψίας και θέσεις δειγμάτων ( ) που αναλύθηκαν στην παρούσα εργασία. 2. Μεθοδολογία Η δειγματοληψία πραγματοποιήθηκε στο πλαίσιο του προγράμματος INTERREG IIIA (Ελλάδα-Κύπρος, Έργο Κ.2301.001) «Διερεύνηση των Επιπτώσεων των Ανθρωπογενών Δραστηριοτήτων στην Ποιότητα του Παράκτιου Περιβάλλοντος και Ανάδειξη Δεικτών Περιβαλλοντικής Ποιότητας στα Πλαίσια Διαχείρισης της Παράκτιας Ζώνης, σύμφωνα με την Οδηγία 2000/60». Συνολικά συλλέχθηκαν είκοσι πέντε δείγματα με αρπάγη τύπου Van Veen έως βάθος 64m στην ευρύτερη παράκτια ζώνη της Μυτιλήνης το Δεκέμβριο του 2007 (Εικ. 1). Δεκατέσσερα επιφανειακά υποδείγματα από το βορειότερο τμήμα της περιοχής μελέτης εξετάστηκαν για την αφθονία των τρηματοφόρων της περιοχής. Περίπου 100cm 3 του ανώτερου επιφανειακού στρώματος από το κάθε δείγμα τοποθετήθηκαν σε αποστειρωμένα δοχεία και πληρώθηκαν με διάλυμα αλκοόλης και διάλυμα Rose Bengal, για το διαχωρισμό των ζωντανών ατόμων από τα νεκρά. Τα δείγματα φυλάχθηκαν σε θερμοκρασία συντήρησης μερικές μέρες. Περίπου 50gr από κάθε δείγμα κοσκινίστηκε με υγρό κοσκίνισμα σε κόσκινο διαμέτρου 125μm. Το συγκρατούμενο υλικό τοποθετήθηκε σε πορσελάνινα τριβλία και αφέθηκε προς ξήρανση σε θερμοκρασία δωματίου. Στο κάθε δείγμα πραγματοποιήθηκε διαχωρισμός με τη χρήση Microsplitter με τελικό σκοπό την παρουσία στο τελικό προς εξέταση δείγμα ενός αντιπροσωπευτικού αριθμού ατόμων (300-400). Η συλλογή των τρηματοφόρων πραγματοποιήθηκε με τη χρήση διοφθάλμιου στερεοσκοπίου και τα άτομα τοποθετήθηκαν σε φιαλίδια Ependorf. Μετά το πέρας της διαδικασίας συλλογής τα άτομα από κάθε δείγμα αναγνωρίστηκαν ως προς γένος και καταμετρήθηκαν. Κατά τη διαδικασία της συλλογής των τρηματοφόρων ανιχνεύτηκαν και καταμετρήθηκαν ελάχιστα (2-4) ζωντανά (χρωματισμένα) άτομα σε κάθε δείγμα. Eπομένως η στατιστική ανάλυση πραγματοποιήθηκε στο σύνολο των συγκεντρώσεων. Η κοκκομετρική ανάλυση πραγματοποιήθηκε με τη μέθοδο των κοσκίνων για το αδρομερές κλάσμα των ιζημάτων και με τη μέθοδο της πιπέτας για τα λεπτομερή ιζήματα. Τα αποτελέσματα των αναλύσεων επεξεργάστηκαν με το στατιστικό πακέτο SPSS και το λογισμικό Primer 6. -591-
9 th Symposium on Oceanography & Fisheries, 2009 - Proceedings, Volume Ι 3. Αποτελέσματα Από την ανάλυση των δειγμάτων και τη συσχέτιση με την κοκκομετρία και τη βαθυμετρία των σταθμών δειγματοληψίας (Πίν. 1 και 2 και Εικ. 2), προέκυψαν τα παρακάτω προκαταρκτικά αποτελέσματα. Διακρίθηκαν δώδεκα γένη, από τα οποία τα τέσσερα είναι κυρίαρχα με υψηλό ποσοστό εμφάνισης σε όλους τους σταθμούς. Aνάμεσα στα κυρίαρχα γένη στην περιοχή μελέτης εμφανίζονται το Elphidium καθώς και γένη της οικογένειας Miliolidae (Quinquelocilina, Triloculina, Spiroloculina), με ποσοστά που κυμαίνονται από 30% μέχρι και 54%, αντίστοιχα. Τα υπόλοιπα γένη αγγίζουν ένα μέγιστο ποσοστό περίπου 28%. Το γένος Elphidium φαίνεται να κυριαρχεί στους σταθμούς, τα βάθη των οποίων είναι μεγαλύτερα από περίπου 35m. Στους σταθμούς αυτούς τα ιζήματα είναι ψηφιδούχοι άμμοι έως ελαφρά ψηφιδούχοι άμμοι και χαρακτηρίζονται από ελάχιστη παρουσία λεπτόκοκκου υλικού (ιλύς < 10%). Το γένος Triloculina φαίνεται να κυριαρχεί σε σταθμούς που είναι πλησιέστερα στην ακτή, μέχρι ένα μέγιστο βάθος ~30m. Τα ιζήματα των σταθμών αυτών χαρακτηρίζονται από υψηλότερη παρουσία ιλύος (ελαφρά ψηφιδούχοι ιλυούχοι άμμοι έως ψηφιδούχοι ιλυούχοι άμμοι). Το γένος Quinqueloculina κυριαρχεί σε ένα μόνο σταθμό (Μ12). Το βάθος του σταθμού είναι αντίστοιχο των σταθμών στους οποίους κυρίαρχο γένος είναι το Elphidium. Η σύσταση των ιζημάτων στον σταθμό αυτό όμως, παρουσιάζει διαφοροποιήσεις σε σχέση με τα υπόλοιπα όσον αφορά στο ποσοστό της ιλύος. Πίνακας 1: Γεωγραφικές συντεταγμένες, βάθος και κοκκομετρική σύσταση σε κάθε σταθμό δειγματοληψίας. Σταθμός Γ. Μήκος(Α) Γ. Πλάτος(Β) Βάθος(m) Ψηφίδες(%) Άμμος(%) Ιλύς(%) M03 26,552 39,138 20 2,55 48,96 48,49 M05 26,561 39,157 30 2,70 53,11 44,19 M07 26,635 39,109 38 16,97 80,66 2,37 M08 26,612 39,095 35 2,28 93,27 4,45 M09 26,592 39,081 20 4,57 54,72 40,71 M12 26,592 39,111 38 2,20 82,45 15,35 M13 26,612 39,128 40 3,14 92,11 4,75 M15 26,556 39,119 18 4,59 58,29 37,12 M17 26,536 39,145 10 7,98 61,35 30,67 M20 26,528 39,178 20 3,56 45,25 51,19 M21 26,635 39,143 35 3,35 90,57 6,08 M22 26,598 39,177 40 3,10 89,52 7,38 M23 26,648 39,12 36 5,00 90,86 4,14 M24 26,635 39,177 35 4,20 85,80 10,00 Το γένος Ammonia δεν εμφανίζεται επιλεκτικό όσον αφορά την κοκκομετρία ή το βάθος. Εμφανίζει το μέγιστο της αφθονίας του στο σταθμό Μ12, στον οποίο κυριαρχεί το γένος Quinqueloculina. Τα γένη Spiroloculina και Textularia δεν εμφανίζουν σταθερές κατανομές και εκ πρώτης όψεως δεν φαίνεται να εξαρτώνται από το βάθος και την κοκκομετρία της περιοχής. Το γένος Planorbulina έχει γενικά πολύ μικρά ποσοστά εμφάνισης με αυξημένη παρουσία μόνο σε σταθμούς ρηχότερων νερών (<30m). Σε μικρότερα ποσοστά εμφανίζονται τα γένη Eponides, Rosalina, Cibicides, Adelosina, οι κατανομές των οποίων δεν φαίνεται να συσχετίζονται άμμεσα με κάποιους από τους παράγοντες που προαναφέρθηκαν. -592-
9 ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 2009 - Πρακτικά, Τόμος Ι Πίνακας 2: Πίνακας των ποσοστών εμφάνισης του κάθε γένους τρηματοφόρων ανά σταθμό. Στα σκιαγραφημένα κελιά διακρίνεται το κυρίαρχο γένος για κάθε σταθμό (από αριστερά παρουσιάζονται τα γένη Ammonia, Elphidium, Quinqueloculina, Triloculina, Spiroloculina, Textularia, Planorbulina, Peneroplis, Eponides, Rosalina, Cibicides, Adelosina). Σταθμός Amm. Elph. Quinq. Triloc. Spirol. Text. Planor. Pener. Epon. Ros. Cibic. Adel. Μ03 7,39 20,09 21,71 33,03 3,00 3,93 2,54 0,00 0,00 4,85 3,46 0,00 Μ05 10,31 23,54 24,66 32,74 2,91 2,47 1,12 0,00 0,22 1,12 0,00 0,90 Μ07 11,37 37,73 25,84 13,70 0,00 6,98 0,52 0,00 1,55 1,03 0,00 1,29 Μ08 10,74 51,74 21,98 9,75 0,50 2,98 0,33 0,00 0,00 0,00 0,83 1,16 Μ09 9,38 15,34 9,38 49,72 1,42 2,27 8,24 0,57 0,00 2,84 0,00 0,85 Μ12 21,25 21,15 30,70 19,16 1,78 1,31 0,10 0,00 0,00 0,37 1,57 2,61 Μ13 13,07 49,92 16,47 14,26 1,87 2,38 0,00 0,00 0,00 0,00 0,51 1,53 Μ15 6,96 14,85 19,95 47,10 1,39 1,62 5,80 0,00 0,00 0,93 1,39 0,00 Μ17 11,80 11,24 6,18 33,71 13,48 1,69 6,18 10,11 0,00 0,00 5,62 0,00 Μ20 6,27 13,80 24,01 37,63 2,33 3,05 8,60 0,00 0,00 0,00 3,76 0,54 Μ21 17,79 34,66 14,11 22,39 0,61 2,76 0,00 0,00 2,45 2,76 1,23 1,23 Μ22 17,06 43,00 27,99 8,87 0,34 1,71 0,00 0,00 0,00 0,00 0,34 0,68 Μ23 5,59 30,26 24,34 21,05 2,30 10,20 0,00 0,00 0,99 2,30 1,64 1,32 Μ24 12,87 29,75 25,53 14,98 2,11 7,17 0,63 0,00 0,42 3,16 2,53 0,84 Εικ. 2: Ταξινόμηση των δειγμάτων με βάση την κοκκομετρική τους σύσταση (κατά Folk), όπου φαίνεται η ομαδοποίηση των σταθμών. Αριστερά οι σταθμοί στους οποίους κυριαρχεί το γένος Triloculina και δεξιά οι σταθμοί όπου κυριαρχεί το γένος Elphidium. Εξαίρεση αποτελεί ο σταθμός Μ12 (αριστερά) στον οποίο κυρίαρχο γένος εμφανίζεται η Quinqueloculina. 4. Συμπεράσματα - Συζήτηση Από την ανάλυση των βενθονικών τρηματοφόρων ως προς την αφθονία τους με τη μέθοδο της ιεραρχικής ομαδοποίησης (cluster analysis) και το χάρτη της πολυδιάστατης διευθέτησης τους (nonmetric MDS) (Eικ. 3) προέκυψε ότι οι σταθμοί μπορούν να διακριθούν σε δύο ομάδες. Στην ομάδα Α (Μ3, Μ5, Μ9, Μ15, Μ17, Μ20) κυρίαρχο γένος είναι η Triloculina, ενώ στη ομάδα Β (Μ7, Μ8, Μ13, Μ21, Μ22, Μ23, Μ24) κυρίαρχο γένος εμφανίζεται το Elphidium. Ενδιαφέρον παρουσιάζει ο σταθμός M12, ο οποίος εμφανίζεται τελείως διαφοροποιημένος ως προς την αφθονία των διαφόρων γενών σε σχέση με τους υπόλοιπους σταθμούς. -593-
9 th Symposium on Oceanography & Fisheries, 2009 - Proceedings, Volume Ι Εικ. 3: Δεντρόγραμμα των σταθμών δειγματοληψίας ως προς την αφθονία τους (ιεραρχική ομαδοποίηση) και χάρτης της πολυδιάστατης διευθέτησης για τα ολικά περιεχόμενα τρηματοφόρα στο δείγμα. Η μελέτη των συντελεστών συσχέτισης μεταξύ των εξεταζόμενων παραμέτρων έδειξε ότι η παρουσία του Elphidium, που χαρακτηρίζει την ομάδα Β με βάση την αφθονία των τρηματοφόρων, σχετίζεται ικανοποιητικά με την κατανομή της άμμου (0.65) και του βάθους (0.66), σχέσεις που έχουν γενικά αποδειχθεί και σε άλλα παράκτια περιβάλλοντα (Mendes et al., 2004; Albani et al., 1998; Frezza & Carboni, 2007). Αντίθετα, η παρουσία της Triloculina (ομάδα Α) δε φαίνεται να σχετίζεται σημαντικά με κάποιο κοκκομετρικό μέγεθος ή με τη μεταβολή του βάθους. Η παρουσία της Ammonia, αν και δεν αποτελεί κυρίαρχο γένος, σχετίζεται πολύ ικανοποιητικά με τα Elphidium, Quinqueloculina, Adelosina (0.76-0.97). Ιδιαίτερη είναι η περίπτωση του επιφυτικού τρηματοφόρου Ρlanorbulina, το οποίο εντοπίστηκε κυρίως στους σταθμούς των ρηχότερων νερών και σχετίζεται μάλλον με την παρουσία του φανερογάμου Poseidonia και του χλωροφύκους Caulerpa, που αναπτύσσονται σε μεγάλες εκτάσεις στην περιοχή έρευνας. Η Ρlanorbulina παρουσιάζει αρνητική συσχέτιση με το βάθος (-0.78) και με την κατανομή της άμμου (-0.74), ενώ αντίθετα σχετίζεται ικανοποιητικά με την ιλύ (0.72). Γενικά, από την προκαταρκτική μελέτη των βενθονικών τρηματοφόρων στην παράκτια περιοχή της ΝΑ-ικής Λέσβου διακρίθηκαν δυο ζώνες επιφανειακής κατανομής (Εικ. 4). Η Ζώνη I χαρακτηρίζεται από βάθη μικρότερα των 30-35m και αντιστοιχεί, με βάση την αφθονία των τρηματοφόρων, στην ομάδα Α όπου κυρίαρχο γένος είναι η Triloculina. Στη ζώνη αυτή μπορεί να συμπεριληφθεί και ο σταθμός Μ12, στον οποίο εμφανίζεται κυρίαρχο γένος η Quinqueloculina που αποτελεί μέλος της ίδιας οικογένειας (Miliolidae). Η Ζώνη ΙΙ περιλαμβάνει τους σταθμούς που βρίσκονται σε βάθη μεγαλύτερα των 30-35m και αντιστοιχεί στην ομάδα Β όπου κυρίαρχο γένος είναι το Elphidium. Η μικρή εμφάνιση ζωντανών ατόμων στα υπó εξέταση δείγματα είναι δυνατό να συσχετίζεται με πλήθος παραγόντων, όπως η μεταφορά ιζημάτων μέσω ρευμάτων (Murrray & Alve, 1999). -594-
9 ο Πανελλήνιο Συμπόσιο Ωκεανογραφίας & Αλιείας 2009 - Πρακτικά, Τόμος Ι Εικ. 4: Χάρτης όπου διακρίνονται οι δύο ζώνες κατανομής των κυρίαρχων τρηματοφόρων. Η Zώνη I (αριστερά) όπου κυρίαρχο γένος είναι η Triloculina (συμπεριλαμβανομένου και του σταθμού Μ12 στον οποίο κυριαρχεί η Quinqueloculina) και η Ζώνη II (δεξιά) όπου κυριαρχεί το Elphidium. Η διεξοδικότερη έρευνα των υδροδυναμικών συνθηκών, της φυτικής κάλυψης του πυθμένα σε σχέση με το κοκκομετρικό μέγεθος του υποστρώματος και των αβιοτικών παραμέτρων της περιοχής, αναμένεται να αποκαλύψουν τους σημαντικότερους συντελεστές και τις πλήρεις διεργασίες της κατανομής των βενθονικών τρηματοφόρων στην υπό μελέτη παράκτια ζώνη. 5. Βιβλιογραφικές Αναφορές Albani, A.D., Favero, V.M. & Serandrei Barbero, R., 1998. Distribution of Sendiment and Benthic Foraminifera of Venice, Italy. Estuarine, Coastal and Shelf Science, 46, 251-256. Albani, A.D., Barbero,R.S. & Donici, S., 2007. Foraminifera as ecological indicators in the Lagoon of Venice, Italy. Ecological Indicators, 30, 253-263. Coccioni, R., 2000. Benthic foraminifera as bioindicators of heavy metal pollution. A case study from the Goro Lagoon (Italy). p. 71 103. In: Environmental Micropaleontology, R. Martin (ed.) Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York. Duchemin, D., Jorissen, F.J., Redois, F. & Debenay, J.-P.., 2005. Foraminiferal microhabitats in a high marsh: Consequenses for reconstructing past sea levels. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 226, 167-253 Frezza, V.& Carboni, M.G., 2007. Distribution of recent benthic foraminiferal assemblages near the Ombrone River mouth (Nothern Tiberian Sea, Italy). Revue de Micropaleontologie, Article In Press. Frontalini, F. & Coccioni, R. 2008. Benthic foraminifera for heavy metal pollution monitoring: A case study from the central Adriatic Sea coast of Italy. Estuarine, Coastal and Shelf Science,76: 404-417. Κουκουσιούρα, Ο., 2005. Μικροπαλαιοντολογική μελέτη των σύγχρονων βενθονικών τρηματοφόρων από τα θαλάσσια ιζήματα της Ν. Άνδρου, και διερεύνηση του ρόλου τους ως νέων περιβαλλοντικών δεικτών. Μεταπτυχιακή Εργασία, Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος, Τομέας Ιστορικής Γεωλογίας- Παλαιοντολογίας. Mendes, I., Gonzalez, R., Dias, J. M. A., Lobo, F. & Martins, V., 2004. Factors influencing recent benthic foraminifera distribution on the Guadiana shelf (Southwestern Iberia). Marine Micropaleontology, 51, 171-192. Murray, J.W. & Alve, E., 1999. Natural dissolution of modern shallow benthic foraminifera: taphonomic effects on the palaeoecological record. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 146, 195-209. Triantaphyllou, M.V., Tsourou, T., Koukousioura, O. & Dermitzakis, M.D., 2005. Foraminiferal and ostracod ecological patterns in coastal environments of SE Andros Island (Middle Aegean Sea, Greece). Revue de Micropaléontologie, 48 (4): 279-302. -595-