16 research outputs found
Culturability and Coexistence of Colony-Forming and Single-Cell Marine Bacterioplankton
Culturability and coexistence of bacterioplankton exhibiting different life strategies were investigated in the Baltic Sea and Skagerrak Sea. Bacterial numbers were estimated using a dilution-to-extinction culturing assay (DCA) and calculated as the most probable number, based on six different methods to detect bacterial growth in the DCA. Irrespective of the method used to detect growth, the fraction of multiplying cells never exceeded 10%, using the total count of 4′,6′-diamidino-2-phenylindole (DAPI)-stainable cells as a reference. Furthermore, the data also showed that non-colony-forming bacteria made up the majority of the viable cells, confirming molecular results showing dominance of non-colony-forming bacteria in clone libraries. The results obtained are in agreement with previous observations, indicating that bacterial assemblages in seawater are dominated by small, active subpopulations coexisting with a large group of inactive cells. The ratio of colony-forming to non-colony-forming bacteria was approximately 10 to 20 times higher in the brackish Baltic Sea than in the Skagerrak Sea. These two sea areas differ in (for example) their levels of bacterial production, dissolved organic carbon, and salinity. We suggest that the relative importance of colony-forming versus non-colony-forming bacterioplankton may be linked to environmental characteristics
Utvärdering av projektverksamheten av havs- och vattenmiljöanslaget 2007-2012
Denna utvärdering baseras på delar av den projektverksamhet som finansierats genom havs-‐ och vattenmiljöanslaget2 (HVM-‐projekt) under åren 2007-‐2012 samt Lokala vattenvårdsprojekt (LOVA-‐projekt) under åren 2009-‐2012. I rapporten återfinns en redovisning av vilken typ av insatser och projekt som finansierats, en utvärdering av åtgärdsprojektens miljöeffekter, och kunskapsprojektens användning som underlag i förvaltning av havs-‐ och vattenmiljöer. Projektens samhällsnytta har också undersökts. Vidare har vi analyserat myndigheternas hantering av projektverksamheten. Sett över hela perioden 2007-‐2012 har tilldelade medel för de HVM-‐projekt som ingått i utvärderingen motsvarat 30% åtgärdsinsatser och 62% kunskapsinsatser. Därtill har en mindre del av medlen avsatts till informationsinsatser och projekt med anknytning till genomförandet av konventioner och EU-‐direktiv. För året 2012 hade denna fördelning förskjutits och uppskattas ha motsvarat 53% åtgärdsinsatser och 41% kunskapsinsatser. LOVA-‐medlen har sedan dess inrättande fördelats motsvarande 60% åtgärdsinsatser och 40% kunskapsinsatser. De viktigaste slutsatserna är: Insatser och projekt Projekten har analyserats i förhållande till de villkor som anges för anslaget och den förordning som reglerar LOVA-‐bidrag. För HVM-‐projekt har mest medel tilldelats ämnesområdena biologisk mångfald, övergödning och miljöfarliga ämnen. Detta motsvarar de utpekat största miljöproblemen för svensk havs-‐ och vattenmiljö. De åtgärdsprojekt som genomförts har fokuserat på restaurering av levnadsmiljöer och att minska utsläpp av kväve och fosfor. Denna typ av åtgärder framhålls som angelägna i såväl svenska som internationella miljömål. Fördelning av medel på olika ämnesområden och projekttyper förefaller således välgrundad och balanserad. Dokumentation som underbygger de prioriteringar eller övervägande som gjorts är dock bristfällig. LOVA-‐bidrag ska enligt förordningen främst riktas mot projekt som syftar till att minska övergödning vilket också har varit fallet. Enligt förordningen ska stöd ges till ”genomförande av kostnadseffektiva åtgärder”. Utvärderingen visar att olika länsstyrelser har prioriterat olika projekttyper. Vi har inte haft tillgång till dokumentation som motiverar skilda prioriteringar eller som gör det möjligt att utvärdera åtgärdernas kostnadseffektivitet. För att öka transparensen rekommenderar vi att myndigheterna förbättrar dokumentation av övervägande och analyser som leder fram till prioritering av ämnesområden och val av projekt. Åtgärdsprojektens miljöeffekter Utvärderingen av miljöeffekter baseras på projektägarnas slutrapporter. Få slutrapporterade åtgärdsprojekt anger miljöeffekter baserat på mätning före och efter genomförd åtgärd. Detta gäller både HVM-‐ och LOVA-‐projekt. Det är därför inte möjligt att ange projektens miljöeffekter annat än i enstaka fall eller baserat på beräkningar av förväntade effekter. Brist på uppmätta miljöeffekter beror ofta på att effekterna inte kan klarläggas förrän flera år efter att projekten avslutats. Det är alltså i många fall för tidigt att utvärdera effekten av åtgärder. När anslaget administrerades av Naturvårdsverket omfattandes endast havsmiljön. Vi använder dock genomgående i rapporten den nyare benämningen ”havs-‐ och vattenmiljöanslaget”. I de slutrapporter vi tagit del av anges planer för uppföljning av åtgärdsprojekt i ungefär hälften av fallen. För dem som anger planer för uppföljning är det dock oklart hur finansiering ska ske efter avslutat projekt liksom hur och till vem som framtida uppföljning ska rapporteras. Vi rekommenderar därför en stärkt uppföljning av åtgärdsprojekten. Alla projekt behöver inte följas upp genom mätprogram men den typ av åtgärder som är önskvärda att utvärdera bör identifieras. Projekt som innefattar sådana åtgärder bör redan vid projektstarten garanteras medel för uppföljning. Vi ser också behov av stöd i planering av uppföljning, t.ex. i design av mätprogram. Om man önskar utvärdera miljöeffekter måste också högre krav ställas på innehåll i slutrapporter, till exempel redovisning av metoder och beräkningar. De miljöeffekter som anges i projektens slutrapporter måste också kvalitetssäkras. Information om åtgärdsprojekt som genomförts, planeras eller pågår behöver också samlas och tillgängliggöras för användning i nationell, regional och lokal åtgärdsplanering. Kunskapsprojektens användning Resultat från kunskapsprojekten förefaller väl använda t.ex. för att uppfylla miljödirektiv, som underlag för myndighetsutövning, för utveckling av övervakningsprogram med mera. Slutsatsen baseras på ett frågeformulär som riktats till projektägare av HVM-‐projekt samt intervjuer med myndigheternas handläggare. Kännedom om projektresultat förefaller dock vara starkt personknutet, detta gäller både HVM-‐ och LOVA-‐projekt, och resultaten skulle sannolikt kunna användas i större utsträckning om de är kända för fler. För närvarande finns risk att resultat och kunskap förloras. Vi har haft tillgång till slutrapporter för 49% av de bidragsfinansierade HVM-‐projekten och fullständig redovisning från 46% av slutrapporterade LOVA-‐projekt. Därtill initierar havs-‐ och vattenmyndigheten projekt i form av uppdrag och överenskommelser för vilka vi haft begränsad tillgång till resultat. En stor del av både kunskaps-‐ och åtgärdsprojekt som genomförts har alltså inte ingått i utvärderingen. Vi rekommenderar att satsa på insamling och spridning av resultat. Dels bör det genomföras en insats för att samla alla slutrapporter eller annan redovisning från projekt som finansierats av anslaget. Vi föreslår även praktiska lösningar som att upprätta en databas över genomförda HVM-‐ och LOVA projekt. Katalogisering av existerande rapporter, även sådana som producerats efter projektens avslut, och seminarier riktade mot potentiella brukare är andra förhållandevis enkla medel för att öka kännedom om resultaten. Viktigt är också att samla erfarenheter och rekommendationer från projektägare av genomförda projekt, detta gäller både åtgärds-‐ och kunskapsprojekt. Projektens samhällsnytta I utvärderingen har vi på önskemål från Havs-‐ och vattenmyndigheten undersökt de genomförda projektens samhällsnytta d.v.s. den nytta som ligger utanför projektens omedelbara miljöeffekter. Undersökningen om samhällsnytta är baserad på information i projektägarnas slutrapporter, intervjuer med myndigheternas handläggare, och ett antal fördjupade studier. På ett övergripande plan kan flertalet projekt kopplas till någon form av processrelaterad samhällsnytta, t.ex. kompetensutveckling hos deltagande individer och institutioner, förstärkning av olika samverkansformer och produktion av underlag för miljöförvaltning och politiska beslut. Vad gäller resultatrelaterad samhällsnytta, t.ex. förhöjda rekreationsvärden eller ökad livsmedelsförsörjning, ges dock få exempel vilket sannolikt beror på att även projektens direkta miljöeffekter sällan är kända. Om samhällsnytta i framtiden ska utvärderas jämte projektens övriga effekter bör kriterier för samhällsnytta anpassas till olika projekttyper och indikatorer behöver utvecklas. Myndigheternas hantering av projekt Hantering av projektverksamheten har analyserats baserat på dokumenterat material och intervjuer med myndigheternas handläggare och utredare. Dokumentationen är bristfällig. Detta gäller både Naturvårdsverkets och Havs-‐ och vattenmyndighetens administration av havs-‐ och vattenmiljöanslaget liksom länsstyrelsernas administration av LOVA-‐projekt. Rutiner för flera delar av hanteringen bör stärkas. Vi rekommenderar att en plan upprättas för vad som ska uppnås med havs-‐ och vattenmiljöanslaget. Planen förhåller sig förslagsvis till de mål och åtgärdsprogram för havs-‐ och vattenmiljön som redan existerar och på en analys av vad som är rimligt att uppnå med utgångspunkt från anslagets storlek. Gemensamma riktlinjer för granskning av projektansökningar och godkännande av slutrapporter behöver vidareutvecklas. Övergripande slutsatser Trots brist på faktiskt uppmätta miljöeffekter har vi valt att resonera kring projektens potentiella bidrag till att uppnå några av de miljömål som Sverige eftersträvar, till exempel de reduktionsmål för utsläpp av kväve och fosfor som överenskommits enligt Aktionsplanen för Östersjön. De genomförda HVM-‐projekten har uppskattningsvis endast bidragit till att minska utsläpp av fosfor och kväve med några promille av reduktionsmålen. Detta beror i stor utsträckning på projektens inriktning mot åtgärder som kräver medverkan av markägare, t.ex. anläggning av våtmarker eller införandet av nya metoder i jordbruket. De projekt som hittills genomförts har inte lyckats få med sig tillräckligt många deltagare för att på frivillig basis åstadkomma signifikant minskade utsläpp av näringsämnen. Innan liknande projekt fortsättningsvis finansieras bör projektägarnas erfarenheter samlas och de juridiska förutsättningarna för att genomföra denna typ av åtgärdsprojekt bör utredas. De uppgifter om reducerat utsläpp av näringsämnen som anges för LOVA-‐projekt behöver kvalitetssäkras. Redan den begränsade granskning som genomförts i denna utvärdering visar på flera orimliga uppgifter. Baserat på en grov uppskattning beräknas dock genomförda LOVA-‐ åtgärder motsvara ett reducerat fosforutsläpp på cirka 30 ton fosfor per år d.v.s. motsvarande knappt 6% av de nyligen uppdaterade svenska reduktionsmålen för fosfor. Enligt de förväntade miljöeffekter som anges av projektägare ligger dock de stora potentiella minskningarna av utsläpp i genomförandet av kommunala VA-‐planer som framtagits med LOVA-‐bidrag. Siffrorna behöver dock granskas, utförbarheten av VA-‐planerna (t.ex. avseende finansiering) är oklar, och ett eventuellt realiserande av dessa planer ligger minst 5-‐15 år framåt i tiden. Fördelningen av medel från anslaget, framförallt HVM-‐projekt, har under den utvärderade perioden skiftat tyngdpunkt från kunskapsinsatser till åtgärdsinsatser. Vi vill understryka koppling mellan och behovet av olika insatstyper; -‐ många åtgärdsprojekt kan inte genomföras utan föregående kunskapsprojekt, t.ex. kartläggning och förstudier, -‐ det finns fortfarande kunskapsbehov för att genomföra åtgärder, bland annat utvärdering av olika åtgärders effekter liksom att bedöma var i landet som behoven av åtgärder är störst, -‐ resultat av kunskapsprojekten fyller många förvaltningsbehov, -‐ informationsinsatser med tydlig inriktning mot att ge underlag för ändrat beteende kan bidra till att långsiktigt förbättra tillståndet i miljön. Vi rekommenderar därför en fortsatt finansiering av alla dessa insatstyper. Sammanfattningsvis har vi tagit del av många väl genomförda projekt vars resultat förefaller väl använda inom havs-‐ och vattenförvaltningen. Vi har också tagit del av projekt som långt från nått de mål som satts upp för projekten, ofta på grund av ogynnsamma förutsättningar för genomförandet. Otillräckliga krav på projektägare påverkar också möjligheten att utvärdera projekten. Med tydligare mål, uppföljning av projekt, och spridning av resultat kan havs-‐ och vattenmiljöanslaget nyttjas mer effektivt.
Annual Variations in the Diversity, Viability, and Origin of Airborne Bacteria ▿ †
The presence of bacteria in aerosols has been known for centuries, but information on their identity and role in dispersing microbial traits is still limited. This study monitored the airborne bacterial community during an annual survey using samples collected from a 25-m tower near the Baltic Sea coast. The number of CFU was estimated using agar plates while the most probable number (MPN) of viable bacteria was estimated using dilution-to-extinction culturing assays (DCAs). The MPN and CFU values produced quantitatively similar results, displaying a pronounced seasonal pattern, with the highest numbers in winter. The most dominant bacteria growing in the DCAs all formed colonies on agar plates, were mostly pigmented (80%), and closely resembled (>97%) previously cultured bacteria based on their 16S rRNA gene sequences. 16S rRNA gene clone libraries were constructed on eight occasions during the survey; these revealed a highly diverse community with a few abundant operational taxonomic units (OTUs) and a long tail of rare OTUs. A majority of the cloned sequences (60%) were also most closely related to previously “cultured” bacteria. Thus, both culture-dependent and culture-independent techniques indicated that bacteria able to form colonies on agar plates predominate in the atmosphere. Both the DCAs and clone libraries indicated the dominance of bacteria belonging to the genera Sphingomonas sp. and Pseudomonas sp. on several sampling occasions. Potentially pathogenic strains as well as sequences closely resembling bacteria known to act as ice nuclei were found using both approaches. The origin of the sampled air mass was estimated using backward trajectories, indicating a predominant marine source
Significance of Size and Nucleic Acid Content Heterogeneity as Measured by Flow Cytometry in Natural Planktonic Bacteria
9 pages, 6 figures, 4 tablesTotal bacterial abundances estimated with different epifluorescence microscopy methods (4',6-diamidino-2-phenylindole [DAPI], SYBR Green, and Live/Dead) and with flow cytometry (Syto13) showed good correspondence throughout two microcosm experiments with coastal Mediterranean water. In the Syto13- stained samples we could differentiate bacteria with apparent high DNA (HDNA) content and bacteria with apparent low DNA (LDNA) content. HDNA bacteria, 'live' bacteria (determined as such with the Molecular Probes Live/Dead BatLight bacterial viability kit), and nucleoid-containing bacteria (NuCC) comprised similar fractions of the total bacterial community. Similarly, LDNA bacteria and 'dead' bacteria (determined with the kit) comprised a similar fraction of the total bacterial community in one of the experiments. The rates of change of each type of bacteria during the microcosm experiments were also positively correlated between methods. In various experiments where predator pressure on bacteria had been reduced, we detected growth of the HDNA bacteria without concomitant growth of the LDNA bacteria, such that the percentage contribution of HDNA bacteria to total bacterial numbers (%HDNA) increased. This indicates that the HDNA bacteria are the dynamic members of the bacterial assemblage. Given how quickly and easily the numbers of HDNA and LDNA bacteria can be obtained, and given the similarity to the numbers of 'live' cells and NuCC, the %HDNA is suggested as a reference value for the percentage of actively growing bacteria in marine planktonic environmentsThis work was supported by two EU grants, MAS3-CT95-0016 (MEDEA) and MAR95-1901-C03-03 (MIDAS)Peer Reviewe
Spatial variability in bacterioplankton community composition at the Skagerrak-Kattegat Front
13 pages, 5 figures, 2 tablesThe distribution of bacterial heterotrophic production and cell concentrations in the world oceans is well documented. Nevertheless, information on the distribution of specific bacterial taxa and how this is influenced by environmental factors in separate sea areas is sparse. Here we report on bacterial community structure across the Skagerrak-Kattegat front. The front separates North Sea water from water with a Baltic Sea origin. We documented community differences across the front using denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) analysis of PCR-amplified bacterial 16S ribosomal DNA and whole-genome DNA hybridization towards community DNA. Analysis of the community 'fingerprints' by DGGE revealed clustering of samples according to side of the front and depth. Consistent with these results, whole-genome DNA hybridization for 28 bacterial species isolated from the sampling region indicated that bacteria related to the Roseobacter clade and Bacteroidetes as well as prosthecate bacteria (e.g. Hyphomonas) showed distinct distribution patterns on each side of the front, and also with depth. Differences in bacterioplankton species composition across the frontal area were paralleled by differences in quantitative variables such as phytoplankton biomass (chl a), dissolved organic carbon, and bacterial production. Furthermore, we observed differences in more descriptive variables such as salinity range, bacterial growth-limiting nutrients and phytoplankton composition. We suggest that not only quantitative but also qualitative differences in variables that affect bacterial growth are required to cause divergence in bacterioplankton community composition between marine regionsPeer Reviewe
Use of 16S Ribosomal DNA for Delineation of Marine Bacterioplankton Species
All of the marine bacterioplankton-derived 16S ribosomal DNA sequences previously deposited in GenBank were reanalyzed to determine the number of bacterial species in the oceanic surface waters. These sequences have been entered into the database since 1990. The rate of new additions reached a peak in 1999 and subsequently leveled off, suggesting that much of the marine microbial species richness has been sampled. When the GenBank sequences were dereplicated by using 97% similarity as a cutoff, 1,117 unique ribotypes were found. Of the unique sequences, 609 came from uncultured environmental clones and 508 came from cultured bacteria. We conclude that the apparent bacterioplankton species richness is relatively low