Indledning

Havgræsprojektet

Havgræsprojektet tager tråden op fra tidligere Galathea-ekspeditioner ved at fokusere på den biologiske mangfoldighed. I dette tilfælde drejer det sig om havgræsserne, som er vigtige brikker for livet i verdenshavene.

Havgræsserne i sig selv er yderst produktive, og de kan vel nærmest sammenlignes med landjordens savanner. Hvis havgræsserne ikke var der, ville disse områder ligge hen som en gold ørken bestående af bar havbund. I modsætning til savannen, findes der dog kun få store dyr som spiser havgræsserne direkte, nemlig søkøerne og nogle af havskildpadderne. I Caribien findes der både søkøer og havskildpadder, og det bliver spændende at se om vi støder på dem undervejs på ekspeditionen. I virkeligheden er havgræssernes vigtigste biologiske funktion at de skaber et tredimensionel netværk af blade, hvor fiske- og rejeyngel kan skjule sig for rovfiskene. Herved kommer havgræsområder til at spille en kolossal vigtig rolle som opvækstområde for mange af vores kommercielle fiskearter.

I dette projekt vil vi fokusere på havgræssernes samspil med havbunden. Du ved måske allerede, at på landjorden foretrækker visse planter næringsfattige sandjorde, mens andre findes på den fede lerjord – lyngen og grantræerne vokser på heden, mens bøgetræerne og brændenælderne findes på næringsrig morænejord. På samme måde er det med havgræsserne, og vi ved faktisk ikke helt hvorfor.

Dette billede forestiller skildpaddegræs (Thalassia testudinum) som er en af de almindeligste havgræsser i Karibien, hvor havgræsprojektet foregår. Det er skildpaddegræs som vi først og fremmest vil arbejde med i vores projekt.

Søkogræs (Syringodium filiforme) er også hyppig i Karibien. Den forekommer ofte på lidt lavere vand end skildpaddegræs eller bare i blandede samfund sammen med Skildpaddegræs og børstealger. Det er faktisk denne type havgræs som de grønne havskildpadder foretrækker at æde og ikke skildpaddegræsset.

Fosformobilisering

Fosformobilisering ved sulfid-reoxidation

I modsætning til havalgerne er havgræsserne forankret i havbunden med rødder på samme måde som de fleste landplanter gror i jorden. Rødderne er vigtige, da havgræsserne ellers ville blive skyllet op på stranden af bølgerne, men rødderne har også en vigtig funktion i optagelsen af næring fra havbunden. I tropiske egne er tilgængeligheden af næring ofte lav, og det gælder specielt for det vigtige næringsstof, fosfor.

I troperne bindes fosfor sædvanligvis i havbunden, som har helt anderledes kemiske egenskaber end havbunden i Danmark. Endnu har vi kun begrænset viden om, hvordan havgræsserne er i stand til at frigive den bundne fosfor fra havbunden, og et vigtigt formål med vores projekt er at undersøge dette aspekt.

Alle havgræsser frigiver en lille smule ilt til havbunden og vores hypotese er den, at den frigivne ilt kan omdanne den giftige sulfidgas, som bakterierne producerer i havbunden. Denne omdannelse er en kemisk proces som danner svovlsyre, og vi tror at syren er i stand til at opløse de stoffer som fosforen er kemisk bundet til. Hvis det er tilfældet, kan havgræsserne optage den frigivne fosfor med deres rødder og på den måde få næring til ny vækst.

Hvorvidt det faktisk er tilfældet har vi undersøger ved hjælp af eksperimenter direkte på havbunden, hvor vi har indesluttet en lille mængde vand i gastætte poser hen over havgræsserne. Vi tager så prøver ud af vandet i poserne med jævne mellemrum samt af porevandet, som er det vand der omgiver sandkornene og de andre partikler nede i havbunden.

Billede 1                                                              Billede 2

Billede 1: En gastæt pose er sat hen over et lille område af havbunden med skildpaddegræs. På den måde kan vi studere de biologiske og kemiske processer som påvirker vandet hen over havbunden, når der vokser havgræsser.

Billede 2: Ole Pedersen er ved at udtage vandprøver fra den gastætte pose. Det blev gjort 2-3 gange i døgnet for at beskrive hvordan havgræssernes fotosynte (som kun foregår i lys) påvirker den biologiske omsætning hen over havbunden.

Mikroelektroder

Ilt og sulfid i havgræssernes rødder

Et andet vigtigt formål med vores havgræsprojekt er at undersøge havgræssernes følsomhed overfor nærings- og sulfid-koncentrationer i havbunden. Sulfid er som nævnt en giftig gas, lige så giftig som cyanid. Heldigvis drikker vi jo ikke af vandet som findes mellem sandkornene i havbunden, så sulfid udgør ingen fare for os mennesker, når vi bader ved stranden. Men havgræsserne står med deres rødder i havbunden, og de bliver på den måde konstant udsat for små mængder giftigt sulfid. Desværre forholder det sig sådan, at hvis vi forurener havet, er en af de mange følgevirkninger, at sulfid-produktionen i havbunden stiger.

Vi tror også at den stigende sulfidproduktion er årsagen til at vi har mistet så meget ålegræs fra de danske farvande, og derfor ønsker vi at studere disse processer nøjere under forhold, hvor sulfid-produktionen endnu ikke er så stor at den har slået havgræsserne ihjel. 

For at undersøge disse aspekter medbringer vi avanceret måleudstyr, som vi ”indopererer” i havgræssernes rødder og jordstængler. Måleudstyret måler hele tiden koncentrationen af ilt og sulfidgas inde i havgræsserne, men de står på havbunden. Mikroelektroderne, som er produceret af Unisense (et dansk firma der fik patentprisen i år 2000), monteres i specielle opstillinger, så en dykker kan placere den ultra tynde elektroder helt præcist i havgræssernes rødder. Elektroderne er blot nogle få tusindedele af en mm i spidsen og lavet af glas, og de knækker blot de berører et blad undervejs i monteringsprocessen. Elektroderne udsender nogle ekstremt følsomme signaler som opfanges af specialfremstillet elektronik, som ligger på havbunden og foretager målinger hele døgnet rundt. Villum Kann Rasmussen fondet har bevilget penge til dette avancerede udstyr, og uden deres velvillige hjælp havde vi ikke været i stand til at få disse unikke målinger af ilt og sulfid i havgræsserne.

Ole Pedersen er ved at montere de ultra tynde mikroelektroder som kan måle ilt og sulfid inde i havgræssernes rødder. Udstyret er produceret af det danske firma Unisense i Århus, som fik patentprisen i år 2000.

Her er mikroeletroderne monterede og den specialfremstillede elektronik ligger og opfanger elektrodernes signaler de næste 24 timer.

Rekonstruktion

Vi måler havgræssets vækst under forskellige næringsvilkår

De tropiske have er næringsfattige, men på havbunden findes der alligevel frodige havgræsenge. Skildpaddegræs, der er den mest udbredte havgræsart i Caribien, er tilpasset de næringsfattige kår..

Vi undersøger, hvordan skildpaddegræs reagerer på øget næringsrigdom. Vi har valgt en række lokaliteter med forskellig næringsrigdom og måler skildpaddegræssets vækst og biomasse­produktion på hver lokalitet.

Metoden bygger på, at skildpaddegræssets skud fortæller deres egen livshistorie. Skuddene lever i op til fem år, og danner hele tiden nye blade, der efterlader tydelige vækstringe på stænglen. Græsset vokser året rundt, men hurtigst i foråret, hvor afstanden mellem vækstringene derfor er størst. Antallet af vækstringe mellem to sekvenser af væktringe med stor afstand, svarer derfor til et års bladproduktion. Det samlede antal vækstringe afspejler samtidig skuddets alder. Ved at indsamle skud én gang, kan vi altså opgøre, hvor gamle skuddene er, og hvor hurtigt de har vokset gennem de seneste år. Det svarer til, at man kan bestemme træers alder og vækst ved at måle antallet af årringe.

Billede 1                                                             Billede 2

Billede 1: Vækstringene på skildpaddegræss sidder ganske tæt nederst på skuddet, og de er svære at skelne med det blotte øje. Vi har brugt et lille feltmikroskop til opgaven. Mikroskopet er et digitalkamera med objektiv monteret på. Det er firmaet NKSTech, som har lånt os kameraet.

Billede 2: Birgit Olesen er ved at udtage prøver af havbunden ved St John. Skildpaddegræsset bliver herefter analyseret i laboratoriet, så vækstringene kan tælles og planterne dateres.

Det smarte lille kamera fra NKSTech (http://www.nkstech.com/) har gjort tingene langt nemmere for os. Vi har nu alle vores vertikale skud med tilhørende vækstringe på digitale billeder.