Bloom-Forming Cyanobacteria Support Copepod Reproduction and Development in the Baltic Sea

Peer reviewe

Feeding, survival, and reproduction of two populations of Eurytemora (Copepoda) exposed to local toxic cyanobacteria

Studying the responses of crustacean zooplankton to harmful algal blooms is important for understanding changes in lower food webs following eutrophication in the Laurentian Great Lakes and other regions around the world. Here we examine responses to toxic cyanobacteria by crustacean copepods of the genus Eurytemora from eutrophic coastal regions of Lake Michigan (Green Bay) and the Baltic Sea (Gulf of Finland). We measured grazing, survivorship, reproduction, and juvenile (nauplius) size in short-term laboratory experiments. Females were incubated with representative non-toxic food and mixtures of non-toxic food with either cyanobacteria or cyanobacteria filtrate. Eurytemora from both locations were affected negatively by cyanobacteria filtrates, even with non-toxic food available. Eurytemora carolleeae from Green Bay exhibited reduced grazing rates when exposed to filtrates, but this effect was not observed when animals were fed the cyanobacteria and filtrate along with non-toxic food. Eurytemora sp. from the Baltic Sea given filtrates and non-toxic food also exhibited decreased grazing rates, as well as decreased adult survival and nauplius size. Similarly, when cyanobacterial cells were included along with filtrate and non-toxic food these effects were not observed. Our results also demonstrated a significant trade-off between offspring quantity and quality for both groups of animals, being more pronounced when food quality was manipulated by the presence of cyanobacterial cells. These findings further our knowledge of how a widely distributed group like Eurytemora may respond in the face of changing local selection pressures from natural and anthropogenic stressors. (C) 2017 International Association for Great Lakes Research. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.Peer reviewe

A Probabilistic Model of Glenohumeral External Rotation Strength for Healthy Normals and Rotator Cuff Tear Cases

The reigning paradigm of musculoskeletal modeling is to construct deterministic models from parameters of an “average” subject and make predictions for muscle forces and joint torques with this model. This approach is limited because it does not perform well for outliers, and it does not model the effects of population parameter variability. The purpose of this study was to simulate variability in musculoskeletal parameters on glenohumeral external rotation strength in healthy normals, and in rotator cuff tear case using a Monte Carlo model. The goal was to determine if variability in musculoskeletal parameters could quantifiably explain variability in glenohumeral external rotation strength. Multivariate Gamma distributions for musculoskeletal architecture and moment arm were constructed from empirical data. Gamma distributions of measured joint strength were constructed. Parameters were sampled from the distributions and input to the model to predict muscle forces and joint torques. The model predicted measured joint torques for healthy normals, subjects with supraspinatus tears, and subjects with infraspinatus–supraspinatus tears with small error. Muscle forces for the three conditions were predicted and compared. Variability in measured torques can be explained by differences in parameter variability.Peer Reviewedhttp://deepblue.lib.umich.edu/bitstream/2027.42/44005/1/10439_2005_Article_9045.pd

Summer cyanobacterial blooms in the Baltic Sea - implications for copepod recruitment

During summer, the Baltic Sea is subjected to the world’s largest cyanobacterial blooms. These blooms are linked to eutrophication and raise many questions concerning their effects on the ecosystem. To understand their impacts on the food web dynamics, it is essential to assess growth responses of grazers to these cyanobacteria. In the northern Baltic proper, copepods are the most important herbivores providing an essential link between the primary producers and higher trophic levels. In this Thesis, Papers I &amp; II evaluate methods to estimate copepod growth in response to feeding conditions in situ. The most conspicuous diazotrophic filamentous cyanobacterium in the Baltic Sea is Nodularia spumigena, a producer of nodularin which is highly toxic to vertebrates, yet its ecological role is largely unknown. In Paper III, reciprocal interactions between cyanobacteria, sympatric algae and copepods are studied. The results suggest that nodularin is likely involved in allelopathic interactions, but it is not an inducible defense against grazers. Furthermore, the results of Papers IV &amp; V, indicate that natural assemblages of N. spumigena and Anabaena spp. may support copepod reproduction and that total diazotrophic filamentous cyanobacteria appear to provide a beneficial feeding environment for the feeding stages of copepod nauplii, most probably by stimulating the microbial communities that nauplii feed upon. Since cyanobacterial blooms are projected to increase due to global climate change, the combined effects of toxic cyanobacteria, ocean acidification and global warming predicted for year 2100 are further investigated on copepods in Paper IV. Taken together, these studies indicate that filamentous diazotrophic cyanobacteria contribute to sustaining secondary productivity and have potential implications of management practices with respect to combating eutrophication, global climate change and sustaining fish feeding conditions.At the time of the doctoral defense, the following papers were unpublished and had a status as follows: Paper 4: Manuscript. Paper 5: Manuscript.</p

Conservation values from a seascape perspective : User manual for MOSAIC, version 1

Havs- och vattenmyndigheten har till uppgift att skapa förutsättningar för en hållbar förvaltning och planering av våra havsområden. I denna uppgift ingår att ta fram metoder och underlag som främjar en väl fungerande grön infrastruktur och bevarande av olika naturvärden.  I syfte att förbättra kunskapen om naturvärden i marina områden har Havs- och vattenmyndigheten utvecklat Mosaic.   Mosaic (dnr 1592-20) är ett verktyg för att identifiera värdefulla marina områden med särskild betydelse för biologisk mångfald och ekosystemtjänster i livskraftiga och ekologiskt representativa nätverk. Verktyget ger underlag för rumslig förvaltning, som till exempel arbete med fysisk planering (havs-/kustzonsplanering), områdesskydd, restaurering och fiskförvaltning.  Grunden för Mosaic utgörs av ekosystemkomponenter, som vetenskapliga och regionala experter på ekosystemen i Sveriges havsområden tagit fram utifrån riktlinjer i Mosaic.  Denna rapport är en användarmanual för hur man steg för steg tillämpar Mosaic. Det är Havs- och vattenmyndighetens förhoppning att manualen kan underlätta tillämpningen av Mosaic (Havs- och vattenmyndigheten rapport 2020:13).  Målgrupper för Mosaic är framför allt de som arbetar med förvaltning och fysisk planering av kustzonen och havsmiljön på nationella myndigheter, länsstyrelser och kommuner. Men även verksamhetsutövare och konsultföretag som utför arbeten relaterat till detta.The Swedish Agency for Marine and Water Management are responsible for promoting the sustainable management and planning of our marine areas. Part of this includes developing methods for a well-functioning green infrastructure and environmental protection.  To improve knowledge on the conservation value of marine areas, the Swedish Agency for Marine and Water Management have developed MOSAIC.  MOSAIC (dnr 1592-20) is a tool to identify the conservation value of marine areas, in particular their importance for biodiversity and ecosystem services in coherent (viable and ecologically representative) networks. The tool can be used for spatial management such as marine spatial planning, designation of protected areas, restoration planning and management of fisheries.  MOSAIC is based on ecosystem components that have been identified and developed by researchers and regional experts within the tool’s framework. The list of ecosystem componentsand their associated conservation value provides a structure for handling, compiling, evaluating, and prioritizing ecosystem components for spatial management.  This report provides a step-by-step user manual for MOSAIC. It is the Swedish Agency for Marine and Water Management’s hope that this user manual will aid users in implementing MOSAIC.Rapporten är en engelsk översättning av den svenska rapporten och har tagits fram av AquaBiota Water Research och Havs- och vattenmyndigheten och med stöd av SLU Artdatabanken och länsstyrelserna i Västerbotten och Västra Götalands län.</p

Förvaltning av de okända och ohanterliga : Indikatorer för främmande arter i marin miljö – svårigheter och möjligheter

Den mänskliga introduktionen av främmande arter antas fortsätta accelerera på grund av den ökande globaliseringen. Detta utgör ett allvarligt hot mot biologisk mångfald och tillhörande produktion av ekosystemtjänster. I Europaparlamentet och rådets ramdirektiv om en marin strategi, också kallat havsmiljödirektivet, är främmande arter en av elva kvalitativa deskriptorer (deskriptor 2) för att fastställa en god miljöstatus. Definitionen på god miljöstatus för deskriptor 2 är att ”främmande arter som har införts genom mänsklig verksamhet håller sig på nivåer som inte förändrar ekosystemen negativt”. I rapporten diskuterar vi tillhörande kriterier och attribut, samt exempel på föreslagna indikatorer till de samma. Eftersom havsmiljödirektivet eftersträvar att säkerställa ekosystemens långsiktiga förmåga att tillhandahålla ekosystemtjänster och uppnå god miljöstatus till år 2020, ställer vi oss kritiska till nuvarande formulering för deskriptor 2 och tillhörande kriterier och attribut vars fokus är att mäta trender och effekter av invasiva främmande arter efter att de har introducerats till ett nytt område. Främmande arter är mycket svåra att utrota eller kontrollera i marin miljö när de väl anlänt. Därför behöver åtgärder mot främmande arter fokusera på att förhindra deras ankomst. För att kunna följa upp åtgärderna bör ett miljöövervakningsprogram vara utformat så att nya arter upptäcks så tidigt som möjligt för att ge en chans att sätta in åtgärder för att begränsa vidare spridning. Havsmiljödirektivets indikatorer skall vara operativa förvaltningsverktyg med tydlig målsättning, och bör som sådana vara utformade för att ge incitament till åtgärder som minskar och på sikt förhindra nya introduktioner. Sammanfattningsvis så rekommenderar vi en indikator för deskriptor 2 i havsmiljödirektivet som baseras på antalet nya introduktioner av främmande arter för ett bedömningsområde. Eftersom alla medlemsstater ska uppnå god miljöstatus ger en indikator som räknar antal nya introduktioner av främmande arter starka incitament att framgångsrika förvaltningsåtgärder utförs som just minskar nya introduktioner. Eftersom åtgärder mot främmande arter är mycket svåra efter de väl har anlänt och åtgärder därmed bör fokusera på att förhindra nya introduktioner, kommer resultatet av en sådan indikator vara hanterbart och långsiktigt säkra tillhandahållandet av ekosystemtjänster.Human introductions of invasive non-indigenous species are predicted to accelerate due to increasing globalization. This in turn, introduces a serious threat against biodiversity and accompanying ecosystem services. In the European Union’s framework directive on marine strategy also known as the Marine Strategy Framework Directive (MSFD), the non-indigenous species descriptor (descriptor 2) is one of eleven qualitative descriptors that aims to establish good environmental status (GEnS). The definition of GEnS for descriptor 2 is “Non-indigenous species introduced by human activities are at levels that do not adversely alter the ecosystem”. In this report we discuss criteria and attributes associated with descriptor 2 and examples of suggested indicators for the quantification of GEnS. Because the MSFD aims to secure the long-term ability of ecosystems to provide ecosystem services and to reach GEnS by 2020, we are critical of the current definition of descriptor 2 and attributing criteria which focus on measuring trends and effects of invasive non-indigenous species after their introduction to a new area. Once introduced, invasive species are inherently difficult to exterminate or control in marine environments. Therefore, preventive measures should be taken prior to their arrival. Moreover, to be able to follow up on such measures, an environmental monitoring program should be designed in such a way that allows new species to be discovered as soon as possible. Moreover, it will facilitate that measures are taken in time to prevent further spread. The MSFD indicators must be operational management tools with clear targets, and should thus be designed in such a way as to give incentives for actions that minimize, and in the long-term eliminate introductions. In conclusion, we recommend an indicator for descriptor 2 of the MSFD that is based on the number of new species introductions in a given assessment area. This also gives strong incentive for member states to present preventive management strategies with aims to minimize new introductions. The proposed indicator will as such be manageable and ensure a long-term availability of ecosystem services

Marina naturvärden i ett landskapsperspektiv : Användarmanual för Mosaic, version 1

oai:DiVA.org:havochvatten-367Havs- och vattenmyndigheten har till uppgift att skapa förutsättningar för en hållbar förvaltning och planering av våra havsområden. I denna uppgift ingår att ta fram metoder och underlag som främjar en väl fungerande grön infrastruktur och bevarande av olika naturvärden.  I syfte att förbättra kunskapen om naturvärden i marina områden har Havs- och vattenmyndigheten utvecklat Mosaic.   Mosaic (dnr 1592-20) är ett verktyg för att identifiera värdefulla marina områden med särskild betydelse för biologisk mångfald och ekosystemtjänster i livskraftiga och ekologiskt representativa nätverk. Verktyget ger underlag för rumslig förvaltning, som till exempel arbete med fysisk planering (havs-/kustzonsplanering), områdesskydd, restaurering och fiskförvaltning.  Grunden för Mosaic utgörs av ekosystemkomponenter, som vetenskapliga och regionala experter på ekosystemen i Sveriges havsområden tagit fram utifrån riktlinjer i Mosaic.  Denna rapport är en användarmanual för hur man steg för steg tillämpar Mosaic. Det är Havs- och vattenmyndighetens förhoppning att manualen kan underlätta tillämpningen av Mosaic (Havs- och vattenmyndigheten rapport 2020: 13).  Målgrupper för Mosaic är framför allt de som arbetar med förvaltning och fysisk planering av kustzonen och havsmiljön på nationella myndigheter, länsstyrelser och kommuner. Men även verksamhetsutövare och konsultföretag som utför arbeten relaterat till detta.Rapporten har tagits fram av AquaBiota Water Research och Havs- och vattenmyndigheten och med stöd av SLU Artdatabanken och länsstyrelserna i Västerbotten och Västra Götalands län.</p