Biologiska förhållanden

Mikrobiota
Makrofauna
Flora
Referenser

Mikrobiota

Undersökningar av mikrobiota/mikrofauna i fiberbankar har enbart gjorts i begränsad omfattning och då i huvudsak inom TREASURE-projektet. DNA-analyser genomförda inom projektet visar på att fiberbankar är värdar för ett rikt mikrobiellt liv, innehållande åtskilliga bakteriella samhällen (se Figur 1). Något som inte är förvånande, då fibrerna har kontakt med naturliga bakterier som finns både i de naturliga sedimenten och omgivande vatten, och att innehållet i fibrerna kan utgöra näring för ett antal grupper av bakterier och arkéer. Det är troligt att det även förekommer olika svamparter, likväl som virus och bakteriofager, men enligt vad författarna känner till så har detta aldrig undersökts.

bacteria on woodchip Catherine Paul

Figur 1. Foto med elektronmikroskop. Bakterier som växer i biofilm på naturligt prov från träfiber från fiberbank, skalan kan ses uppe i vänstra hörnet. Foto: Catherine Paul, Lunds Universitet, Bioimaging Centre.

Med ett överflöd av cellulosa och andra cellulosaliknande fibrer, som t.ex. cellobios, utgör fiberbankarna en rik näringskälla för metanogener. Dessa mikroorganismer bryter ned organiskt material och bildar metan, vilket är förklararingen till den relativt stora gasbildning som observerats i fiberbankar (1). Det har även detekterats stora mängder koldioxid i fiberbankar vilket pekar på närvaro av metanotrofer, bakterier som använder metan som energikälla och bildar koldioxid (2). 2010 upptäcktes också nitratberoende anaerobisk metanoxidation, som också skulle kunna förekomma i fiberbankar (3).

Jämförelser av DNA som extraherats från fiberbankar, fiberrika sediment och naturliga sediment visar att en gen som är känd för att delta i nedbrytningen av [naftalen] förekommer mer i fiberbankar än övriga områden. Genen påträffas vanligen i aeroba bakterier vilket antyder att det även pågår aeroba processer av dessa ämnen i fiberbankarna. Detta bekräftas av att 9 olika bakteriestammar med förmåga att degradera cykliska kolväten under aeroba förhållanden kunde isoleras från fiberbanksmaterial (4). Resultaten visar på att det kan ske nedbrytning av andra ämnen, förutom cellulosa, i fiberbankarna, som t.ex. lignin eller aromatiska föreningar. Detta är intressant eftersom det generellt har ansetts att fiberbankar har låg syrehalt som begränsar aktivitet i dem, och att aeroba processer bara äger rum i de delar där det finns tillgång till syre.

 

Makrofauna 

I dagsläget vet vi inte så mycket om förekomst och utbredning av bentisk makrofauna (dvs. bottenlevande organismer större än 1 mm) i svenska fiberbankar och fiberrika sediment. Den begränsade kunskap som finns kommer främst från undersökningar som gjorts inom forskningsprojektet TREASURE där tre olika fiberbanksområden belägna i Ångermanälven studerades (5). Vid undersökningen provtogs de olika sedimentområdena/typerna vid flera olika platser. Sedimentet provtogs med hjälp av en boxcore-provtagare motsvarande en yta av 0.17 m2 per provtagningsplats och våtsiktades genom ett 1 mm sikt och organismerna som hittades genom siktningen placerades i glasburkar för vidare bestämning (5). Vid undersökningen påträffades ingen makrofauna i något av fiberbanksproverna som undersöktes. Ingen makrofauna kunde heller hittas i det fiberrika sedimentet i Väja, medan Nordamerikansk havsborstmask (släktet Marenzelleria) och Skorv (Saduria entomon) fanns i fiberrikt sediment i Sandviken och Kramfors. Utbredningen av havsborstmask i fiberrika sediment på dessa platser var jämförbar med vad som hittades i minerogent sediment i Ångermanälven. Skorv däremot hade mer ojämn utbredning och hittades bara på ett fåtal platser i både minerogena och fiberrika sediment. Den största förekomsten av skorv hittades i minerogent sediment vid Ångermanälvens utlopp där utbredningen var ca 10 gånger större än vad som hittades i det fiberrika sedimentet i Sandviken och Kramfors (5).

Havsborstmaskar tål låga syrehalter, men avsaknaden av förekomst i de tre undersökta fiberbankarna kan bero på de syrefattiga förhållanden som råder i fiberbankarna. De höga halter av organiska miljöföroreningar som uppmäts i sediment och porvatten vid dessa platser skulle också kunna vara en bidragande förklaring till avsaknaden av makrofauna i de undersökta fiberbankarna. Då persistenta organiska miljöföroreningar (POPs, (6)) och vissa metaller (t.ex. MeHg (7)) kan bioackumuleras och biomagnifieras utgör havsborstmask och skorv en viktig länk för att sprida miljöföroreningar från sedimentet vidare i näringskedjan, se även Figur 2 och 3 nedan.

 

skorvFigur 2. Skorv (Saduria entomon)

 

Skorv (Saduria entomon) eller ishavsgråsugga, som den också kallas, är ett bottenlevande rovdjur, men också föda för många fiskar (t.ex. torsk, rödspätta och simpa). Skorven lever både på grunda bottnar till några hundra meters djup och finns längs hela Sveriges ostkust (8).

 

 

 

havsborsmask

Figur 3. Nordamerikansk havsborstmask (släktet Marenzelleria)


Det finns tre olika kända arter av släktet Marenzelleria i svenska vatten (Marenzelleria neglecta, Marenzelleria viridis och Marenzelleria arctia). De är alla främmande arter för Östersjön som troligen kommit hit med fraktfartygs barlastvatten. De olika arterna av Marenzelleria tål olika salthalter och deras utbredning sträcker sig från södra Östersjön till Bottenhavet. De lever i mjuka bottnar där de gräver gångar i sedimentet (ned till 40 cm under sedimentytan) där de äter plankton, små organismer och organiskt material (9). Havsborstmaskens bioturbation (omgrävning) av sediment kan hjälpa till att syresätta havsbottnar men riskerar också att frigöra miljöföroreningar som finns begravda längre ned i förorenade fibersediment.

 

 

Flora 

Det finns begränsat med information om förekomsten av vegetation på fibersediment. Under kartläggningen av fibersediment i Norrlandslänen som SGU utförde 2015–2016 registrerades om det förekom vegetation på provlokalen (10). Av totalt 299 lokaler observerades levande vegetation på 17 stycken. Även döda växtdelar observerades, på ett större antal lokaler, men eftersom växtdelarna är lösa kan de ha drivit till lokalen från omgivningen och är alltså inte kopplade till sedimenttyp.

I kartläggningen var 34 lokaler placerade i sediment som klassades som fiberbankar, och av dessa hade endast en vegetation, dvs. 3 % av lokalerna. I fiberrika sediment hade 8 av 114 provlokaler vegetation, dvs. 7 %, medan motsvarande siffror för områden som inte var fibersediment (varken fiberbankar eller fiberrika sediment) var 135 lokaler varav 7 med vegetation, dvs. 5 %. Den återstående lokalen med vegetation som observerades förekom i ett sedimentområde med trä- eller barkflis (av totalt 7 lokaler, dvs. 14 %). Foton på ett fiberrikt sediment med vegetation och en fiberbank utan vegetation kan ses i figur 4 och 5. Vid en filmning med ROV vid miljöprojekt Karlshäll i Luleå påträffades viss växtlighet i delar av området med fibersediment (se film).

.

fibersed veg

Figur 4. Ett fiberrikt sediment med vattenväxter. Foto: Sveriges geologiska undersökning.

Fibersed ejveg

Figur 5. En fiberbank utan vegetation. Fiberbanksmaterialet är så löst att den vågräta stången längst ner på kameraburen har sjunkit ner i sedimentet. Foto: Sveriges geologiska undersökning.

På alla lokaler där det förekom vegetation var sedimentet antingen oxiderat eller reducerat med oxiderad yta. Det förekom alltså ingen vegetation på sediment som hade reducerande förhållanden ända upp till sedimentytan. Även lokalen med vegetation i en fiberbank hade oxiderad yta.

Den flora som observerades på fiberbankslokalen var gröna gömfröiga vattenväxter. I sediment som inte var påverkade av fibrer och i fiberrika sediment förekom olika typer av flora (vattenväxter, grönalger och brunalger). En mer detaljerad artbestämning har inte utförts.

Överlag är det låg förekomst av vegetation på de undersökta lokalerna oavsett fiberpåverkan. Förekomsten av flora, såväl vilka arter som kan förekomma samt hur riklig vegetationen är, påverkas av en rad faktorer som djup, salthalt, syretillgång, ljus (som i sin tur påverkas av grumlighet) och bottentyp, det vill säga mjuk- eller hårdbotten. En annan faktor som kan påverka är hur skyddad botten är. I mjukbottnar förekommer växter som rotar sig, och om sedimentet är utsatt för mer turbulenta förhållanden så att sedimentpartiklarna rör mer på sig, får växterna svårare att rota sig. För mer information om faktorer som påverkar växtligheten, se hemsidorna för Baltic Eye eller Livet i havet.

Utifrån observationerna som har gjorts, som skulle behöva bekräftas av fler undersökningar, verkar det förekomma mindre vegetation på fiberbankar än på fiberrika sediment eller sediment som inte är fibersediment. Den begränsade förekomsten av flora på fiberbankar kan vara relaterad till att fiberbankar brukar ha mer reducerande förhållanden än fiberrika sediment eller sediment som inte är påverkat av fibrer, eller att sedimentet på fiberbankar blir mer omrört genom till exempel gasutflöde eller erosion från vågor eller fartyg och att växter därför har svårare att rota sig. Detta har dock inte undersökts specifikt och det går inte att utesluta att höga föroreningshalter skulle kunna påverka floran.

Referenser

1. Enzmann, F., Mayer, F., Rother, M. and Holtmann, D., 2018. Methanogens: biochemical background and biotechnological applications. AMB Express, 8(1), pp.1-22.

2. Kang, C.S., Dunfield, P.F. and Semrau, J.D., 2019. The origin of aerobic methanotrophy within the Proteobacteria. FEMS microbiology letters, 366(9), p.fnz096.

3. Ettwig, K.F., Butler, M.K., Le Paslier, D., Pelletier, E., Mangenot, S., Kuypers, M.M., Schreiber, F., Dutilh, B.E., Zedelius, J., de Beer, D. and Gloerich, J., 2010. Nitrite-driven anaerobic methane oxidation by oxygenic bacteria. Nature, 464(7288), pp.543-548

4. Ravi, K., García-Hidalgo, J., Nöbel, M., Gorwa-Grauslund, M.F. and Lidén, G., 2018. Biological conversion of aromatic monolignol compounds

5. TREASURE: Targeting Emerging Contaminated Sediments Along the Uplifting Northern Baltic of Sweden for Remediation, a summary of a four-year TUFFO research project, SGI report, Swedish Geotechnical Institute. In preparation.

6. UNEP. Stockholm convention on Persistent Organic Pollutants http://chm.pops.int/TheConvention/ThePOPs/tabid/673/Default.aspx (2019-08-16)

7. Chen. C.Y., Serrell, N., Evers, D.C., Fleishman, B.J., Lambert, K.F., Weiss, J., Mason, R.P., Bank, M.S. 2008. Meeting Report: Methylmercury in Marine Ecosystems—From Sources to Seafood Consumers. Environmental Health Perspectives, vol. 116, pp.1706-1712.

8. Livet i havet. https://www.havet.nu/livet/art/skorv (2019-08-16)

9. Havs och vattenmyndigheten. https://www.havochvatten.se/hav/fiske--fritid/arter/arter-och-naturtyper/nordamerikanska-havsborstmaskar.html (2019-08-16)

10. Norrlin, J., Josefsson, S., Larsson, O., och Gottby, L. 2016. Kartläggning och riskklassning av fiberbankar i Norrland. SGU-rapport 2016:21. Sveriges geologiska undersökning.