Antifouling potection at dfferent scales : multiple defence in Mytilus edulis and the global performance of mytilid microtopographies

Marine Organismen sind einem ständigen Besiedlungsdruck durch Mikroorganismen, Algensporen und Larvenstadien sessiler Invertebraten ausgesetzt. Weil die Gegenwart von Epibionten die Interaktionen zwischen Substratorganismus (Basibiont) und Umwelt stark beeinflusst, müssen Basibionten auf den Besiedlungsdruck reagieren. Natürliche Verteidigungssysteme mariner Organismen gegen Aufwuchs müssen auf die verschiedensten Taxa potentieller Besiedler, die eine große Bandbreite an Empfindlichkeiten besitzen, abzielen. Aus diesem Grunde sind diese Abwehrsysteme hoch komplex, und bestehen meist aus einer Kombination mechanischer, chemischer, physikalischer und ökologischer Mechanismen, die gleichzeitig oder abwechselnd die Anheftung und das Wachstum von Bakterien, Algen und Wirbellosen beeinflussen. Die vorliegende Arbeit untersucht die natürlichen Antifoulingmechanismen der Mytiliden generell und speziell von Mytilus edulis durch die Entkopplung potentieller mechanischer und chemischer Verteidigungsmechanismen. Des Weiteren wurde untersucht, ob eine dieser Verteidigungskomponenten, die Mikrotopographie, sich durch regionale Optimierung auszeichnet. Letztere wurde im Hinblick auf die hochinvasiven Mytiliden ausgewählt, da ein universeller, in den verschiedensten biogeographischen Regionen wirksamer Verteidigungsmechanismus die Invasion in neue Habitate erleichtern würde. Die Ergebnisse aller Experimente unterstützen nachdrücklich das Konzept eines multiplen Ver-teidigungssystems bei der Miesmuschel Mytilus edulis. Ich konnte zeigen, dass die Oberflächenmikrostruktur Besiedlung durch Makrofouler abwehrt, während die Oberflächenchemie die Besiedlung durch Mikrofouler behindert. Daher stehen mindestens zwei Verteidigungsmechanismen mit dem Periostracum in Zusammenhang. Diese beiden Mechanismen könnten durch kumulative Filtration im Muschelbett und säubernde Bewegungen des Muschelfußes an der Schalenoberfläche noch unterstützt werden. Eine regionale Optimierung der Oberflächenmikrostruktur konnte jedoch nicht nachgewiesen werden

Anatomy of a glacial meltwater discharge event in an Antarctic Cove

Glacial meltwater discharge from Antarctica is a key influence on the marine environment, impacting ocean circulation, sea level and productivity of the pelagic and benthic ecosystems. The responses elicited depend strongly on the characteristics of the meltwater releases, including timing, spatial structure and geochemical composition. Here we use isotopic tracers to reveal the time-varying pattern of meltwater during a discharge event from the Fourcade Glacier into Potter Cove, northern Antarctic Peninsula. The discharge is strongly dependent on local air temperature, and accumulates into an extremely thin, buoyant layer at the surface. This layer showed evidence of elevated turbidity, and responded rapidly to changes in atmospherically driven circulation to generate a strongly pulsed outflow from the cove to the broader ocean. These characteristics contrast with those further south along the Peninsula, where strong glacial frontal ablation is driven oceanographically by intrusions of warm deep waters from offshore. The Fourcade Glacier switched very recently to being land-terminating; if retreat rates elsewhere along the Peninsula remain high and glacier termini progress strongly landward, the structure and impact of the freshwater discharges are likely to increasingly resemble the patterns elucidated here

Relevance of mytilid shell microtopographies for fouling defence - a global comparison

Prevention of epibiosis is of vital importance for most aquatic organisms, which can have consequences for their ability to invade new areas. Surface microtopography of the shell periostracum has been shown to have antifouling properties for mytilid mussels, and the topography shows regional differences. This article examines whether an optimal shell design exists and evaluates the degree to which shell microstructure is matched with the properties of the local fouling community. Biomimics of four mytilid species from different regional provenances were exposed at eight different sites in both northern and southern hemispheres. Tendencies of the microtopography to both inhibit and facilitate fouling were detected after 3 and 6 weeks of immersion. However, on a global scale, all microtopographies failed to prevent fouling in a consistent manner when exposed to various fouling communities and when decoupled from other shell properties. It is therefore suggested that the recently discovered chemical anti-microfouling properties of the periostracum complement the anti-macrofouling defence offered by shell microtopography