title: Bioavailability of iron from natural humic complexes in marine phytoplankton
Creators: name: Zeilinger, Johanna
Publisher: name: :none
Year: 2011

description: Eisen ist ein höchst unlösliches Spurenelement im Meerwasser und seine Verfügbarkeit kontrolliert die Produktivität von photoautotrophen Organismen in den Meeren. Obwohl Eisen das vierthäufigste Element in der Erdkruste ist, ist es in weiten Teilen des Meeres nur in geringen Konzentrationen vorhanden (0,02 – 1 nM). Daher stellt Eisen, gemeinsam mit Stickstoff, Phosphor und Silizium eine Schlüsselrolle für das Vorkommen und Wachstum von Phytoplankton in den Ozeanen dar. Eisen ist für Mikroalgen essentiell, da diese es für den Stoffwechsel, wo es als Bestandteil unterschiedlicher Enzyme, unter anderem für die Photosynthese erforderlich ist, benötigt wird. Die vorliegende Studie untersuchte die Bioverfügbarkeit von diesem Eisen aus natürlichen Huminstoff-Komplexen auf die Phytoplankter: Chlorella salina Butcher und Isochrysis galbana Parke. Wie wirkt sich Eisenmangel auf das Wachstum und die Physiologie von Phytoplankton aus? Ist das an Huminstoffe gebundenes Eisen überhaupt bioverfügbar für die Algen bzw. kann das Wachstum von Phytoplankton in Küstengebieten dadurch angekurbelt werden? In den Laborexperimenten konnten nach 21 Tagen in beiden Kulturen signifikante Unterschiede zwischen den Eisen-mangel und -gesättigten Medien festgestellt werden. Die Ergebnisse zeigten einen starken Zusammenhang zwischen dem physiologischen Zustand der Zellen und der Eisenverfügbarkeit in den Medien. Der Fluoreszenz-Ertrag, der als Indikator für Stress durch Nährstoffmangel herangezogen wurde, fiel bei fehlendem Eisen deutlich von 0,73 auf 0,25 bei C. salina und von 0,69 auf 0,42 bei I. galbana. In der Studie wurde herausgefunden, dass Meerwasser, welches durch Moorwasser mit verschiedenen Fe-Konzentrationen angereichert wurde, ein Algenwachstum bedingt.
description: The trace element iron is highly insoluble in sea water. Its availability often controls the productivity of photoautotrophs in the ocean. Interestingly, to date the mechanisms of iron cycling and transport in the sea remain poorly understood. We studied the effects of dissolved iron and humic substance-iron complexes on phytoplankton growth in culture experiments of the chlorophyte Chlorella salina and the coastal marine haptophyte Isochrysis galbana. There was a positive correlation between iron availability and cell numbers for C. salina and I. galbana. During the 21-day culture experiments, maximum cell numbers of 8 x 105 cells mL-1 at the stationary growth phase (day 13 – 21) for C. salina and 7 x 105 cells mL-1 for I. galbana were obtained in the control media f/2, containing iron chelated with EDTA. Low cell abundance for both algal species was observed in media with no addition of iron. Media containing iron promoted rapid growth during the logarithmic growth phase (day 7 – 13), however, to a different degree depending on the chelator type. Iron chelated with EDTA supported higher growth than iron chelated with humic substances derived from a Scottish bog). Furthermore, our results provide strong evidence for a relationship between the physiological status of the marine phytoplankton and iron availability in the media. Our laboratory studies have shown that the maximum fluorescence yield (Fv/Fm) decreased (C. salina: 0.73 to 0.25; I. galbana: 0.69 to 0.42) significantly with decreasing iron concentrations in the media. Our findings indicate that organically complexed iron supports phytoplankton growth.