Climate induced changes in the pelagic microbial communities: assessing the response of harmful algae and pathogenic bacteria in coastal water of Klimateffekter på pelagiala mikroorganismer: hur påverkas potentiellt giftiga fytoplanktonarter och patogena bakterier i kustnära vatten Växtplankton är viktiga komponenter i hav och sjöar, dels för att de utgör basen för akvatiska näringskedjor, men också för att de fixerar koldioxid genom fotosyntes. Mängden CO2 som fixeras av växtplankton är faktiskt större än den mängd som fixeras av alla jordens skogar. Bakterier är också viktiga i dessa ekosystem för att de bryter ner organiskt material och bidrar till återanvändning av näringsämnen. I de flesta fall är tillväxt av växtplankton positivt för akvatiska ekosystem och vattenbruk, men under vissa förhållanden blommar skadliga arter och bakterier. Dessa blomningar är en hälsorisk för människor och kan orsaka stora ekonomiska förluster för fiskeri-, vattenbruk- och turistnäring. Man räknar med att ungefär 100 marina algarter producerar gifter. Gifterna från alger och bakterieceller ackumuleras i filtrerande organismer, som t.ex. musslor. När vi äter dessa musslor så blir vi sjuka och kan i värsta fall dö. Andra gifter har haemolytisk verkan som kan skada ömtåliga vävnader hos fisk och marina ryggradslösa djur. Giftet som orsakar haemolys gör mest skada på arter som hålls i fångenskap, exempelvis odlad fisk och skaldjur. Dessa odlade organismer kan ju inte fly från algblomningen. Bakterier infekterar fisk och skaldjur med skadlig utgång antingen för djuret direkt, eller för människan då hon äter djuret. På Sri Lanka, och i flera andra kustsbelägna utvecklingsländer nära ekvatorn, är akvakultur och fiskerinäring en viktig inkomstkälla för miljontals människor. Dessutom utgör exportindustrin av odlade akvatiska organismer, t.ex. jätteräkor, en viktig del av landets finansiella intäkter. I denna delen av världen är musslor och ostron den huvudsakliga proteinkällan för många fattiga människor som lever längs kusterna. Under senare år har man haft mycket problem med marint vattenbruk. Sjukdomsalstrande bakterier, virus och algtoxiner har angripit de odlade räkorna. Följden har blivit att man matar djuren med antibiotika som ger antibiotika resistens på sikt, eller behandlar vattnet i dammarna med kemikalier som är skadliga för omgivningen. Sri Lankesiska myndigheter förespråkar därför mussel och ostronodling som ett miljövänligt alternativ som genererar protein till befolkningen och exportinkomster till företag och nationen. Men för att detta ska fungera så krävs övervakning, med fokus på utbredning och tillväxt av giftiga växtplanktonarter. Klimatmodeller för det kommande seklet förutspår ökad temperatur och nederbörd. Teoretiska modeller förutspår att effekterna av dessa förändringar blir som störst i tropiska områden som redan idag får stora mängder nederbörd. Sri Lanka är ett sådant område. Ett framtida scenario för regionen är ökad nederbörd och avrinning, högre närsaltsbelastning och skarpare språngskikt i vattenpelaren mellan salt marint vatten, och sött vatten från land. Detta är scenarion som experimentellt har visat sig mycket gynnsamma för dinoflagellater, som är alggruppen som innehåller många toxinproducerande arter, jämfört med kiselalger, som är den största gruppen primärproducenter i den marina pelagialen och som innefattar mycket få arter som producerar toxiner. Ett sötare ytvatten och varmare temperatur är dessutom faktorer som gynnar tillväxten av marina patogena bakterier av exempelvis släktet Vibrio, där Vibrio cholerae, bakterien som orsakar diarrésjukdomen kolera, är den mest fruktade. Följaktligen så förutspås att intensiteten och frekvensen av skadliga alg- och bakterieblomningar längs Sri Lankas kuster kommer att öka. Avsikten med vårt projekt är att undersöka om detta är riktigt. Och, om så är fallet, undersöka vilken eller vilka arter som kommer att gynnas under dessa framtida förhållanden. Vi har tidigare analyserat övervakningsmaterial som spänner över flera decennier och identifierat de variabler som är de viktigaste determinanterna för det mikrobiella plankton samhället. Det visar sig att i dessa tropiska vatten som är relativt näringsfattiga så är temperatur och salthalt de viktigaste The project aims to understand how climate-induced changes in hydrography will affect species of harmful algae, pathogenic bacteria and the inter-relation between those. This will be done by initially isolating relevant species from Sri Lankan coastal water. Thereafter we will conduct manipulated experiments in Sri Lanka in which we look at the fitness of the selected species under ambient and future oceanographic settings. In Sweden we will conduct yet another manipulated experiment where we will study the expression of functional genes of the same species under increased and ambient temperature, decreased and ambient salinity, and increased and ambient pCO2. The two PIs will jointly be responsible for all the scientific experiments. The rational for using our sets of variable for the manipulated experiments are based on IPCC climate projections, and on our own analyses of long-term hydrographic monitoring data set from the region. Our intention is to build a strong collaboration between Sweden and Sri Lanka, to generate good and relevant scientific results and to publish our findings in high ranked international scientific journals. Our results will contribute to sustainable development in tropical countries dependent on export of marine products. We will promote focused microbial monitoring of coastal water, which will ensure safe bivalves-an environmental friendly protein source.