Turnover of nutrients in a humous lake (Lundebyvannet) dominated by the phytoplankton Gonyostomum semen

Nåleflagellaten Gonyostomum semen (Ehrenberg) Diesing, har hatt en markant økning i både utbredelse, forekomst og hyppige oppblomstringer i innsjøer i den boreale og subboreale sonen de siste 50 årene. G. semen blir sett på som en «problemalge» grunnet dens evne til å produsere slimtråder. Det har blitt rapportert om allergiske utslett på badegjester og tette filter ved drikkevannsproduksjon. Dette har ført til nedstengning av badeplasser og medført økonomisk tap for lokalsamfunn. Nyere studier har funnet sammenheng mellom innhold av løst organisk materiale (DOM) og G. semen biomasse. Samtidig ser man en jevn økning av DOM i skogsinnsjøer grunnet klimaforandringer og redusert sur nedbør. Denne studien fokuserer på G. semen sin evne til å omsette og utnytte næringsstoffer fra DOM. Det vil gi en stor konkurransefordel og kan forklare G. semen sin utbredelse og biomassedominans. Feltstudien ble utført i en eutrof innsjø, Lundebyvannet (59.54911 N, 11.47843 E), som ligger i Indre Østfold kommune, Viken fylke, Norge. Feltperioden varte fra 20. mai til 25. august, 2020. G. semen har vært den dominerende algen i Lundebyvannet siden 1977, og danner årlige oppblomstringer med klorofyllkonsentrasjoner som jevnlig overstiger 100 μg/l. Dette har ført til at Lundebyvannet har vippet mellom «svært dårlig» og «dårlig» økologisk tilstand. G. semen etablerte seg den 03. juni og forekom ut feltperioden. Det ble registrert to perioder med høye konsentrasjoner av G. semen. Studien fant ingen signifikant sammenheng mellom G. semen biomasse og løst organisk karbon (DOC), og dermed avkrefter at G. semen klarer å omsette DOM. Biomasseveksten av G. semen blir dermed knyttet opp til resirkulering av nitrogen og fosfor fra innsjøinterne kilder. Anaerobe forhold i hypolimnion førte til interngjødsling av fosfat og akkumulering av ammonium. G. semen sin evne til å utføre «diel vertical migration» (DVM) blir sett på som algens største konkurransefordel, og fører til at algen får tilgang til næringsstoffene i hypolimnion. Selv om studien avkrefter sammenheng mellom DOM og G. semen biomasse, vil en økning av DOM tilrettelegge gunstige forhold for G. semen, ved å påvirke vannets egenskaper. En videre økning i DOM innhold i innsjøer vil dermed kunne føre til videre utbredelse av G. semen og gi utfordringer for vannforvaltning. Overvåkningsprogrammene som benyttes av vannforvaltningen bør videre utvikles, ved å overvåke hypolimnion. Dette vil kunne tilrettelegge data, som vil gi mulighet for riktige tiltak, mot en videre utbredelse av G. semen.The needle flagella Gonyostomum semen (Ehrenberg) Diesing has had a marked increase in distribution, incidence, and frequent blooms in lakes in the boreal and sub-boreal zone in the last 50 years. G. semen is seen as a "problem algae" due to its ability to produce mucus threads. Allergic rashes on bathers and clogged filters during drinking water production have been reported. This has led to the closure of bathing areas and financial losses for local communities. Recent studies have found an association between dissolved organic matter (DOM) content and G. semen biomass. At the same time, there is a steady increase in DOM content in forest lakes due to climatic change and reduced acid rain. This study focuses on G. semen's ability to metabolize and utilize nutrients from DOM. It will give a tremendous competitive advantage and can explain G. semen's distribution and biomass dominance. The field study was performed in a eutrophic lake, Lundebyvannet (59.54911 N, 11.47843 E), located in Indre Østfold, Viken, Norway. The field period lasted from 20 May to 25 August 2020. G. semen has been the dominant alga in Lundebyvannet since 1977. It has since the year 2000 formed annual blooms with chlorophyll concentrations that regularly exceed 100 μg/l. It has led to Lundebyvannet tipping between very poor and poor ecological states. The first observation of G. semen occurred on 03 June and lasted until the field period. It was recorded two periods of high concentrations of G. semen. No significant association was found between G. semen biomass and dissolved organic carbon (DOC), and denies that G. semen can metabolize DOM. The biomass growth of G. semen is thus linked to the recycling of nitrogen and phosphorus from internal lake sources. Anaerobic conditions in hypolimnion led to internal fertilization of phosphate and accumulation of ammonium. G. semen's ability to perform "diel vertical migration" (DVM) is seen as the algae's most significant competitive advantage. It leads to the algae gaining access to the nutrients in the hypolimnion. Although the study refutes the association between DOM and G. semen biomass, increased DOM will facilitate favorable conditions for G. semen by affecting the properties of the water. A further increase in DOM content in lakes will thus lead to further spread of G. semen and provide challenges for water management. The monitoring programs used by water management should be further developed by monitoring hypolimnion. So, it will facilitate data to carry out the proper method and measures against a further spread of G. semen.M-MIN