Abstract
Oppblomstringer av kalkflagellater utgjør et viktig fundament for næringskjeden i Barentshavet. Fjernanalyse med satellittbilder har de siste tiårene dokumentert at denne oppblomstringen beveger seg nordover i takt med økende klimaendringer. Det er likevel fortsatt uvisst hva som skjer på artsnivå. Å forstå hvordan forekomsten til den enkelte art forandrer seg i møte med endrede miljøbetingelser, som redusert is og økende temperatur, gjør at man enklere kan forutse hvordan fytoplanktonsamfunnet vil respondere på et fremtidig, varmere Arktis. For denne oppgaven ble det hentet inn vannprøver fra syv stasjoner på et sør-nord-transekt i Barentshavet i august 2018 og 2019 under tokt i regi av forskningsprosjektet Arven etter Nansen (AeN). 2018 var globalt et av de varmeste årene på mange tiår, og Barentshavet var dermed isfritt den sommeren. I 2019 derimot var større deler av Barentshavet dekket av is. Prøver tatt for både svepeelektronmikroskopi (scanning electron microscopy, forkortet «SEM») og metastrekkoding (metabarcoding) ble brukt i oppgaven slik at resultatene fra metodene kunne sammenlignes. Formålet med SEM var å utføre både en kvalitativ og kvantitativ analyse av kalkflagellater. Metastrekkoding ble brukt til sekvensering av 18S rRNA-genet. I SEM fant jeg i prøvene fra 2018 Emiliania huxleyi, Coccolithus pelagicus, Papposphaera sarion, Papposphaera arctica, Wigwamma annulifera og Porsildia acerviphora. Utenom Coccolithus pelagicus og Wigwamma annulifera, ble de samme artene funnet i 2019. I tillegg ble Syracosphaera Marginiporata funnet i prøver fra et AeN-tokt i november-desember 2019. Artene fra 2018 var hovedsakelig til stede på den sørligste stasjonen i transektet, mens artene fra 2019 generelt ble funnet på flere forskjellige stasjoner. Fra metastrekkoding ble det registrert 13 OTUer (Operational Taxonomic Units) som er bestemt til kalkflagellat-taksa. Ettersom det stort sett mangler referansesekvenser for arktiske kalkflagellater, ble de fleste OTUene kun klassifisert til klasse eller orden. OTUene var for det meste til stede i prøvene fra den sørligste, og de to nordligste stasjonene. Det ble ikke observert et nevneverdig mønster i sammenheng med isdekket. Det ble derimot både for SEM og metastrekkoding observert at de fleste artene var til stede på stasjoner som i ulik grad ble påvirket av Den nordatlantiske havstrømmen. Resultatene er likevel ikke holdbare nok til å trekke en konklusjon om hvordan kalkflagellatsamfunnet i Barentshavet vil se ut i fremtiden. Ettersom de fleste OTUene viste lav taksonomisk oppløsning, og alle celler funnet i SEM ble bestemt til artsnivå, anbefaler jeg at SEM forblir den foretrukne metoden for kvalitativ og kvantitativ analyse av kalkflagellater.
Coccolithophore blooms provide an important fundament for the food chain in the Barents Sea. Satellite imaging from the last decades has revealed a northward expansion of this bloom in line with increasing climate change. There is still a lack of knowledge regarding expansion patterns on species level. Understanding the distribution patterns of individual species in changing environmental conditions, as reduced sea-ice extent and increasing temperatures, will help predict how the phytoplankton community will respond to the future, warmer Arctic. For this study water was sampled from seven stations on a south-north transect in the Barents Sea in August of 2018 and 2019 during cruises conducted by the research project the Nansen Legacy (Arven etter Nansen, shorted “AeN”). 2018 was globally one of the warmest years in several decades, and consequently the Barents Sea was ice free in summer. In 2019, however, larger parts of the Barents Sea was covered in ice. Water samples collected for scanning electron microscopy (SEM) and metabarcoding was used in this thesis to compare the results from each method. The aim of using SEM was to do a morphological based qualitative and quantitative analysis of coccolithophores. Metabarcoding was used for sequencing of the 18S rRNA gene. In samples from 2018 using SEM I found Emiliania huxleyi, Coccolithus pelagicus, Papposphaera sarion, Papposphaera arctica, Wigwamma annulifera and Porsildia acerviphora. With the exception of Coccolithus pelagicus and Wigwamma annulifera, I found the same species in 2019. I addition, Syracosphaera Marginiporata was found in samples from another NL-cruise conducted in November-December of 2019. The species from 2018 were mainly present on the southernmost station in the transect, whereas the species from 2019 generally were found on several different stations. From the metabarcoding results 13 OTUs was placed to different coccolithophore taxa. Due to the general lack of reference sequences for arctic coccolithophores, most OTUs were only classified to class or order. The primary presence of the OTUs was at the southernmost station, and at the two northernmost stations. No obvious pattern was observed in relation to the sea-ice extent. On the contrary, the results from both SEM and metabarcoding showed that most species were present on stations that in various degree were influenced by the North Atlantic current. Nevertheless, the results are not robust enough to draw a conclusion about the future composition of the coccolithophore community in the Barents Sea. As most OTUs had low taxonomic resolution, and all cells found in SEM could be classified on species level, I recommend that SEM remains the main method for qualitative and quantitative analysis for coccolithophores.