Bryozoan larvae (cyphonauts) growth and encrustation in Saccharina latissima: analysis of biotic and abiotic interactions.

Abstract

Havbruk av tang er et essensielt verktøy for å fø verdens befolkning i det 21. århundre, i tillegg til å bidra til å nå flere FNs bærekraftige utviklingsmål som klimahandling og liv under vann. Biobegroing, vekst av organismer på tangen, reduserer kvaliteten på biomassen og utgjør en stor utfordring for lønnsomheten i næringen. De viktigste begroingsorganismene som tangindustrien først og fremst i Norge står overfor er mosdyrene Membranipora membranacea og Electra pilosa. Før begroing opptrer mosene som larvestadium (cyphonaut) i planktonet i flere uker. Etter å ha satt seg på lamina av tare, gjennomgår de metamorfose og utvikler et fastsittende stadium hvor kolonier utvikler seg langs laminas overflate. Følgelig blir tangen sprø og kvaliteten på biomassen til industriformål (særlig matforbruk) reduseres. Denne studien tar sikte på å se på hvilke biotiske og abiotiske faktorer som påvirker mosdyrenes larvevekst og påfølgende bosetting på tangen.

Overfloden av mosdyr ble dokumentert i planktonfasen fra februar til juni 2022, sammen med flere abiotiske og biotiske faktorer, som temperatur, saltholdighet, næringsstoff og klorofyll a-konsentrasjon, sporofyttlengde og fotofysiologisk helsetilstand til Saccharina latissima. Prøvetakingen ble utført på et dyrkingssted tilhørende Seaweed Solutions og ble foretatt på to steder, en innenfor tangfarmen og en utenfor. Det ble tatt vannprøver fra 3m dyp, samme dybde som der tangen dyrkes, for analyse av næringsstoffer og klorofyll a-konsentrasjon. Planktonprøver for kvantifisering av cyphonautoverflod samt planteplanktonsamfunnsanalyse ble tatt fra en dybde på 5m ved bruk av et planktonnett.

Overflod av cyfonauter viste en generell økning gjennom prøvetakingsperioden, og nådde den første toppen i overflod den 5. april, noe avtagende over påfølgende prøvetakingsdager og nådde den høyeste forekomsten den 3. juni. Utseendet til den første kolonien ble notert samme dag som den første toppen av larvemengden og koloniene økte i antall og størrelse i løpet av resten av prøveperioden. Temperatur og mattilgjengelighet (fytoplankton) ble funnet å være viktige tilretteleggere for larvevekst og bosetting av bryozoer. Resultatene av studien tyder på at kultivert S. latissima i Norskehavet og Nord-Atlanteren bør høstes fra tidlig til midten av mai for å unngå virkningene av biobegroing.

Seaweed aquaculture is an essential tool for feeding the world’s population in the 21st century, as well as assisting to achieve several United Nations sustainable development goals such as climate action and life below water. Biofouling, the growth of organisms on the seaweed, reduces the quality of biomass and poses a huge challenge to the profitability of the industry. The main fouling organisms that the seaweed industry primarily in Norway is facing are the bryozoans Membranipora membranacea and Electra pilosa. Prior to fouling, the bryozoans occur as a larval stage (cyphonaut) in the plankton for several weeks. After settling on the lamina of kelp, they undergo metamorphosis and develop a sessile stage where colonies develop along the lamina’s surface. Consequently, the seaweed becomes brittle and the quality of the biomass for industry purposes (particularly food consumption) is reduced. The present study aims to look at which biotic and abiotic factors affect towards bryozoans’ larval growth and subsequent settlement on the seaweed.

The abundance of bryozoans was documented during its planktonic stage from February to June 2022, along with several abiotic and biotic factors, such as temperature, salinity, nutrient and chlorophyll a concentration, sporophyte length, and photo physiological health state of the Saccharina latissima. Sampling was performed at a cultivation site belonging to Seaweed Solutions and was undertaken at two locations one inside the seaweed farm and one outside. Water samples were taken from a depth of 3m, the same depth as where the seaweed is cultivated, for analysis of nutrient and chlorophyll a concentration. Plankton samples for quantification of cyphonaut abundance as well as phytoplankton community analysis were taken from a depth of 5m using a plankton net.

Abundance of cyphonauts showed an overall increase throughout the sampling period, reaching the first peak in abundance on the 5th of April, slightly decreasing over subsequent sampling days and reaching the highest abundance on the 3rd of June. The appearance of the first colony was noted on the same day as the first peak of bryozoan larval abundance and colonies increased in number and size over the rest of the sampling period. Temperature and food availability (phytoplankton) were found to be key facilitators in bryozoan larval growth and settlement. The results of the study suggest that cultivated S. latissima in the Norwegian Sea and the North Atlantic, should be harvested from early to mid-May to avoid effects of biofouling.