Videreutvikling av instrumentering - for studier av mikroalgers vertikalmigrasjon under ulike lysforhold

Abstract

Mikroalger er viktige som primærprodusent i økosystem, både som næring til andre organismer men også som oksygenprodusent. Endringer av miljøforhold som lysintensitet, bølgelengde og tilgang på næringsstoffer, vil påvirke vekst og vertikal forflytning av mikroalgene. Derfor er det av vitenskapelig interesse å utføre grunnstudier på vekst og forflytning av mikroalger i havet. Dette kan gjøres in situ, det vil si direkte i havet eller i kontrollerte omgivelser i tanker. Denne masteroppgaven har hatt som hovedoppgave å videreutvikle instrumenteringssystem av en eksisterende eksperimentell vannkolonne (algetank) for studier av mikroalgers vertikale forflytning. Nye optiske lasere og detektorer har blitt anskaffet og installert for mer nøyaktig deteksjon av algekonsentrasjon i kolonnen. Det mekaniske arrangementet har blitt redesignet og oppgradert. Sensorrammen har fått nye lineærlagre, som gjør profilering av kolonnen mer nøyaktig og vibrasjonsløs. Regulerbart LEDpanel med forsterker har blitt designet og produsert med sterkere lysintensitet enn tidligere lyskilde. Tilhørende styre- og datainnsamlingsprogram er blitt videreutviklet. Den eksperimentelle vannkolonnen er blitt testkjørt etter oppgraderingen med to innledende eksperimenter. Det første eksperimentet testet innlegging av en skarp saltgradient, med skummetmelk som visuell indikator i brakkvannslaget. Det neste eksperimentet benyttet algekulturen Tetraselmis suecica som testorganisme, der hele instrumenteringssystemet ble testet og småfeil i programvaren ble rettet underveis. Eksperiment 3 er utført med hvitt lys og Tetraselmis suecica. Eksperimentet gav interessante resultater med sterk biokonveksjon av mikroalger, der synkehastigheten til tråddannede algeformasjoner ble målt til 1,4mm/s. Vertikalmigrering gjennom haloklin ved overgang fra lys til mørke, og mørke til lys ble verifisert. En interessant observasjon er at vertikalmigreringen ser ut til å starte et par timer før lyset blir slått av eller på, noe som kan indikere at mikroalgene er utrustet med en biologisk klokke. Eksperiment 4-7 benyttet algekulturen Tetraselmis chui som testorganisme, der hvitt, rødt, grønt og blått lys ble benyttet. Vertikalmigrering gjennom haloklin ved overgang fra lys til mørke, ble også her verifisert. Majoriteten av Tetraselmis chui la seg på bunnen algetanken under eksperimentene, der de inntok en vegetativ tilstand med oksygenproduksjon ved hjelp av fotosyntese. Ved rødt, grønt og blått lys inntok mikroalgene klumpeformet formasjoner, som beveget seg sagte langs bunn.