Coastal marine waters are experiencing significant environmental changes (e.g. increasing water temperature) that are influencing the dynamics and increased occurrence of harmful microalgal blooms (HABs) worldwide. Harmful blooms from benthic microalgae (e.g. dinoflagellates) are annually reported in some UK waters but little research has been conducted to date regarding the impact of a global warming scenario on their abundance and toxin production Therefore, this study aimed to investigate the effect of increasing water temperature on the growth and toxin production of three toxigenic/benthic dinoflagellates isolated from the Fleet Lagoon, Dorset, UK. The harmful/epibenthic dinoflagellates Amphidinium car/erae, Prorocen/rum lima, and Coolia mono/is were isolated from the Fleet Lagoon and grown in clonal batch non axenic monocultures between 5 and 30 ºC using Guillards F/2 medium. Cultures were maintained at irradiances between 35 and 65 umol m•2 S-I and under a 12h L: 12h D photoperiod. A single strain was used of each microalgal species and samples for cell abundance, photosynthetic efficiency (Fv/Fm), inorganic nutrient concentration (nitrate, N03+N02 and phosphate, P04), chlorophy 11 a and toxin measurements were collected every few days over periods of up to 80 days. Toxins were detected and measured by LC-MS/MS from P lima samples while copepod and brine shrimp bioassays and haemolytic assays were used to estimate the potential toxicity of A. carterae and C. monotis. A. carterae cell growth rate produced a strong linear relationship (r2= 0.97, p= 0.001) with temperature, with higher growth rates (~=0.14-0.55 d') at increasing growth temperatures ranging between 5 and 25 QC. Photosynthetic efficiency (Fv/Fm values) increased with temperature from 5 to 25 QC but showed a strong decrease at 30 QC. A. carterae growth produced higher N03+N02 and P04 consumption at increasing temperatures resulting in P04 limitation at temperatures between 15-25QC. Toxin assays confirmed that A. carterae produced hemolysins causing deleterious effects on red blood cells and mortality in harpacticoid copepods. P lima cell growth rate was linearly related (r2= 0.97, p= <0.00 I) to temperature between 5 QC (u= 0.05 d-I) and 15 QC (u= 0.17 d') with similar growth rates at 15 and 25 QC. Maximum Fv/ Fm values increased at higher temperatures, but there was a lack of coincidence between the highest Fv/Fm value (at 20 QC) and highest growth rate. N03+N02 and P04 uptake ratios showed that P Lima cells removed nutrients more efficiently at increasing temperatures, causing P04 limitation at 20-30 QC. N03+N02 and P04 uptake in cultures, particularly P04 depletion during the stationary growth phase, was linked with higher concentrations of the toxins okadaic acid (OA) and dinophysistoxin 1 (DTX I). Furthermore, toxin production was influenced by increasing growth temperatures, Total OA varied between 2.0-10.99 pg cell' while Total DTXl ranged between 0.82-5.96 pg cell" in P. Lima cells, with OA/DTXI ratios between 1.7 and 2.9. P. Lima was highly toxic to Artemia salina with toxins causing a rapid rate of mortality « 24h). C. mono/is cells growth rates also increased linearly (u= 0.003 to 0.24 d"; r2= 0.69, p= <0.001) with increasing growth temperatures between 5 and 20 QC. The highest Fv/Fm value was determined in C. mono/is cells at 15 QC and higher or lower temperatures caused a reduction of Fv/ Fm values. N03+N02 and P04 were substantially removed from culture flasks at increasing temperatures between 10 and 25 QC and P04 limitation occurred at these temperatures towards the end of the stationary growth phase. Haemolytic compounds were detected in C. mono/is cells and bioassays confirmed a toxic effect of cell extracts on red blood cells. This study provides evidence that the toxigenic dinoflagellates A. carterae, C. mono/is, and P lima can tolerate and grow at a range of temperatures suggesting that increasing sea water temperatures will have a positive effect on the growth of these toxigenic/epibenthic dinoflagellates, particularly under N03+N02 and P04 replete conditions. Theses toxic dinoflagellates can therefore be considered a threat to the Fleet Lagoon which will become a particular problem as water temperatures increase.

Coastal lagoons are habitats of conservation importance. The characteristic fauna of lagoons includes a number of specialist species, some of which are scheduled for protection. Work on the conservation of coastal lagoons has suggested that detailed information on the ecology of lagoon specialist species is essential to ensure management strategies are relevant to the lagoonal species. This study addresses this issue by providing information about the monthly reproductive investment and energy-balance as well as interactions with parasites for the specialist lagoon amphipod, Gammarus insensibilis (Stock). For comparison information is also presented on the reproductive investment of the lagoonal isopod Idotea chelipes (Pallas). Gilkicker lagoon on the south coast of England, UK, from which the majority of samples were taken, demonstrated environmental variability characteristic of coastal lagoons. Annually, temperature varied between 2 and 28 °C and salinity fluctuated between extremes of 24 and 39. The Lymington-Keyhaven lagoons, also on the south coast of England, demonstrated similar variation. This has implications for Gammarus insensibilis, and effects on reproductive investment were evident. The amphipod was shown to employ a continuous reproductive strategy but while the overall investment, expressed as clutch volume, remained relatively stable over the course of the year, the individual components varied. In the summer, when weight-specific embryo number was at its highest with a mean of 13 embryos mg dry wt.-1 the mean size of the individual embryos was small (0.032 mm3). The opposite was true in the winter months, with mean brood sizes as low as 6 embryos mg dry wt.-1 while mean embryo volume was larger, at 0.04 mm3. Idotea chelipes demonstrated a more seasonal reproductive strategy in which winter reproductive output was low. The environmental variability also had effects on the metabolic rates of individual amphipods with temperature related increases in feeding and respiration rates in the summer months. Scope For Growth (SFG), a measure of net energy availability to the organism, was variable during the year and was unrelated to temperature and salinity. Lowest SFG occurred in spring in conjunction with peak reproductive output. This suggested that the amphipods were well adapted to the environmental variation of the lagoon and that it was reproductive investment that represented an important cost to the organism. Eighty four percent of G. insensibilis from Gilkicker were shown to be infected by microphallid trematode parasites. Reproductive investment was negatively affected, with a 36.6 % reduction in weight-specific brood size associated with higher degrees of infection. Respiration rates were also reduced in the infected organisms. The high prevalence of the parasites and the related effects on the host suggest that trematode infection should be considered, alongside the characteristic habitat variability, as an important aspect of the ecology of lagoons.

Η λιμνοθάλασσα Πρόκοπος βρίσκεται στα βορειοδυτικά της Πελοποννήσου και αποτελεί μια πολύ σημαντική περιοχή με μοναδική πολιτιστική και οικολογική κληρονομιά όχι μόνο για τη συγκεκριμένη περιοχή, αλλά και για την Ελλάδα γενικότερα. Η λιμνοθάλασσα και ο υδροβιότοπο γύρω από αυτή έχει αναγνωριστεί από διεθνείς συνθήκες (RAMSAR), ευρωπαϊκά προγράμματα για την προστασία της φύσης (NATURA 2000) και της βιοποικιλότητας. Η λιμνοθάλασσα είναι ένας ενιαίος υγροβιότοπος, όμως το μεγαλύτερο μέρος της έκτασης της έχει μικρό βάθος (περίπου 30 cm) και καλύπτεται από πυκνούς καλαμιώνες, ιδιαίτερα κατά την θερινή περίοδο Στην εργασία αυτή παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της μελέτης των ιζημάτολογικών χαρακτηριστικών της λιμνοθάλασσας μέσα από την ιζηματολογική και γεωχημική ανάλυση δειγμάτων ιζημάτων τα οποία συλλέχθηκαν από έξι θέσεις με πυρήνες βαρύτητας. Συνολικά 31 δείγματα αναλύθηκαν ως προς το κοκκομετρικό τους μέγεθος, τον ολικό οργανικό άνθρακα (TOC) και τα κύρια στοιχεία και ιχνοστοιχεία. Η κοκκομετρική ανάλυση πραγματοποιήθηκε για το αδρομερές υλικό με κόσκινα ενώ για το λεπτομερές κλάσμα χρησιμοποιώντας τον αναλυτή Malvern Mastersizer 2000 Hydro. Ο προσδιορισμός του ολικού οργανικού άνθρακα έγινε με την τροποποιημένη μέθοδο της τιτλοδότησης Walkley-Black ενώ ο προσδιορισμός των κυρίως στοιχείων και ιχνοστοιχείων, Al, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, V και Ζn με φασματοσκοπία πλάσματος ατομικής εκπομπής Thermo Scientific iCAP 6000 ICP-OES. Για την αξιολόγηση των φυσικοχημικών παραμέτρων των υδάτων χρησιμοποιήθηκαν τα στοιχεία των σταθμών τηλεμετρίας (πολυαισθητήρας YSI6600), που έχουν εγκατασταθεί στην λιμνοθάλασσα του Πρόκοπου και τα οποία καλύπτουν περίοδο παρακολούθησης ενός έτους. Οι φυσικοχημικές παράμετροι οι οποίοι παρουσιάζονται και αξιολογούνται είναι το pH, θερμοκρασία (0C), διαλυμένο οξυγόνο (DO-mg/L) και αλατότητα (S ‰). Από την μελέτη των ανωτέρω παραμέτρων πρόεκυψε ότι τα ιζήματα της λιμνοθάλασσας αποτελούνται από πολύ πτωχά έως πτωχά ταξιθετημένη, πολύ λεπτόκοκκη άμμο έως αδρομερή πηλό και από υψηλές συγκεντρώσεις ολικού οργανικού άνθρακα >3%. Από τις εποχικές διακυμάνσεις των φυσικοχημικών παραμέτρων καταγράφηκαν περίοδοι με πολύ χαμηλές έως μηδενικές συγκεντρώσεις διαλυμένου οξυγόνου, τη θερινή περίοδο δείχνοντας υποξικές συνθήκες και ανοξικές κρίσης. Με βάση την θέση των σταθμών διακρίνουμε ότι η αλατότητα παρουσιάζει σημαντική διακύμανση, η οποία δημιουργείται από τη διαδικασία εισόδου-εξόδου του θαλάσσιου και γλυκού νερού στη λιμνοθάλασσα. Το pH παρουσιάζει μια φυσική ημερήσια διακύμανση του συντελεστή 0,5 το οποίο είναι ανάλογο προς τη θερμοκρασία και τη συγκέντρωση του οξυγόνου διαλύματος. Για την αξιολόγηση της περιβαλλοντικής κατάστασης της λιμνοθάλασσας από τις γεωχημικές αναλύσεις, χρησιμοποιήσαμε γεω-περιβαλλοντικούς δείκτες ώστε να προσδιορίσουμε τον εμπλουτισμό ή τον απεμπλουτισμό των ιζημάτων του πυθμένα σε βαρέα μέταλλα στην λιμνοθάλασσα. Για τον σκοπό αυτό χρησιμοποιήσαμε τον δείκτη γεω-συσσώρευσης (index of geo-accumulation), τον δείκτη μόλυνσης (contamination factor), τον δείκτη εμπλουτισμού (enrichment factor) που υπολογίσθηκαν σε σχέση με τιμές βάσεις των υπό εξέταση μετάλλων στα ιζήματα από την διεθνή βιβλιογραφία. Από την πιο πάνω ανάλυση φαίνεται ότι με βάση τους γεω-περιβαλλοντικούς δείκτες που υπολογίσθηκαν, τα υπό εξέταση ιζήματα στην περιοχή μελέτης δεν εμφανίζουν χαρακτηριστικά φαινόμενα ρύπανσης. / The Prokopos Lagoon is located in the north-western part of Peloponessus and is one of the most important ecological are of Greece. It is protected by the environmental international convention Ramsar and is listed in the Nature 2000 European network as special protected area. The lagoon is very shallow with mean depth of 30 cm while parts of it are consist of reed-bed forests and marshes. In this study we present the sedimentological characteristics of the bottom lagoon sediments using sedimentological and geochemical techniques. The analyzed samples were collected from six locations with gravity cores. A total number of 31 samples were analyzed for their grain size, total organic carbon (TOC) and major and trace elements. The particle size analysis was performed on the coarse material by sieving while the fine fraction was analyzed using the Malvern Mastersizer 2000 Hydro and moment measures were calculated using GRADISTAT software. The determination of the total organic carbon was made according to the modified titration method of Walkley-Black while the identification of the major and trace elements, Al, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, P, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb , V and Zn with plasma atomic emission spectroscopy Thermo Scientific iCAP 6000 ICP-OES. In order to evaluate the water physicochemical parameters, data from two telemetric stations (with multi parameter sensors YSI6600) were analyzed covering a period of one year monitoring. The physicochemical parameters that are presented and assessed are the pH, temperature (0C), dissolved oxygen (DO - mg/L) and salinity (S ‰). The study of the above parameters revealed that the bottom lagoon sediments consist of poorly to very poorly sorted, very fine sand to coarse silt and are characterized by high content of total organic carbon (>3%). The seasonal variations of physicochemical parameters indicate periods (summer) with very low to zero dissolved oxygen concentrations, showing hypoxic conditions and anoxic crisis. Salinity variations are the result of the process exchange of marine and freshwater into the lagoon via the narrow inlet. The pH variations follow proportionally the temperature and the oxygen concentration trend of the lagoon water. For the assessment of the environmental status of the lagoon and based on the geochemical analyses, we used geo-environmental indices to determine the enrichment or depletion of the bottom sediments heavy metals concentrations. For this purpose we used the geo-accumulation index, the index of contamination, the enrichment factor, compared to the bibliography values of baseline concentration. From the above analysis and based on thee geo-environmental indices we conclude that the bottom lagoon sediments are not polluted.

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη των περιβαλλοντικών παραμέτρων της λιμνοθάλασσας της Κλείσοβας, η οποία βρίσκεται στο ανατολικό άκρο του λιμνοθαλάσσιου συστήματος του Μεσολογγίου. Στο πρώτο στάδιο γίνεται επεξεργασία των περιβαλλοντικών δεδομένων με χρήση μεθόδων πολυδιάστατης στατιστικής ανάλυσης με σκοπό τον καθορισμό των κύριων διεργασιών που αναπτύσσονται στις υδάτινες μάζες της λιμνοθάλασσας με ιδιαίτερη έμφαση στον εντοπισμό διάφορων ρυπογόνων διεργασιών. Στο δεύτερο στάδιο γίνεται η επεξεργασία των περιβαλλοντικών δεδομένων με χρήση του αλγορίθμου CLEAN καιεφαρμόζεται πολυδιάστατη στατιστική ανάλυση στα επεξεργασμένα δεδομένα. / Subject of the current work is the study of the physico-chemical parameters of Kleisovas'lagoon which is located in SE part of Mesologgi lagoon complex. In the first part are defining the most important lagoon process with emphasis to pollution processes through the execution of multidimensional statistical methods. In the second part is implemented a spectrum analysis of the environmental data through the Clean algorithm. Through execution of multidimentional statistical methods of the cleaned data are defining, in correlation with the analysis of the raw data, the dominant lagoon processes which effect the water quality of the ecosystem.

Τα υδρόβια μακρόφυτα και τα βενθικά μακροασπόνδυλα μελετήθηκαν εποχικά σε δύο λιμνοθάλασσες της Δυτικής Ελλάδας (Κοτύχι και Πρόκοπος), με σκοπό την ανάλυση της χωρικής και εποχικής διακύμανσης των βιοκοινωνιών τους. Η λιμνοθάλασσα Κοτύχι παρουσιάζει μεγαλύτερη επικοινωνία με τη θάλασσα, ενώ ο Πρόκοπος έχει μεγαλύτερο βαθμό απομόνωσης από τη θάλασσα. Τα υδρόβια μακρόφυτα αποτελούν κύριο στοιχείο των λιμνοθαλασσών. Συνολικά και στις δύο περιοχές μελέτης βρέθηκαν 22 taxa μακροφύτων (αγγειόσπερμα και μακροφύκη), εκ των οποίων τα 8 αποτελούν νέες αναφορές για την περιοχή μελέτης. Συγκεκριμένα, βρέθηκαν 16 taxa στο Κοτύχι (2 ροδοφύκη, 8 χλωροφύκη, 5 αγγειόσπερμα, 1 στρεπτόφυτο) και 14 στον Πρόκοπο (1 ροδοφύκος, 5 χλωροφύκη, 5 αγγειόσπερμα, 3 στρεπτόφυτα). Τα αγγειόσπερμα Ruppia cirrhosa και Potamogeton pectinatus ήταν κυρίαρχα και στις δύο λιμνοθάλασσες. Κυρίαρχο taxon στο Κοτύχι ήταν και το χλωροφύκος Cladophora glomerata, ενώ για τον Πρόκοπο το αγγειόσπερμο Zannichellia pallustris ssp. pedicellata. H βιομάζα των υδρόβιων μακροφύτων παρουσίασε μεγάλη αύξηση κατά τη διάρκεια της θερινής περιόδου. Στο Κοτύχι απαντούν 28 taxa υδροβίων μακροασπονδύλων, ενώ στον Πρόκοπο 19. Η οικογένεια των Chironomidae (Miscellanea) και το Lekanesphaera monodi (Καρκινοειδή) ήταν τα κυρίαρχα taxa και για τις δύο λιμνοθάλασσες. Η ποικιλότητα (Η’) της βενθικής πανίδας κυμάνθηκε από 1,3 έως 2,6 στο Κοτύχι και από 0,7 έως 2,4 στον Πρόκοπο. Τα αποτελέσματα της ιεραρχικής ομαδοποίησης (Cluster analysis) σε σύνολο 72 δειγματοληπτικών επιφανειών, με βάση την αφθονία των υδρόβιων μακροφύτων στις δύο περιοχές μελέτης, ανέδειξαν 5 ομάδες βλάστησης. Στην ομάδα Ι κυρίαρχο taxon είναι το αγγειόσπερμο Zostera noltii, ενώ στις ομάδες ΙΙa και ΙΙb κυριαρχεί το αγγειόσπεrμο Ruppia cirrhosa, με διαφορετική αντιπροσώπευση των συνοδών ειδών. Στην ομάδα ΙΙIa κυριαρχούν τα αγγειόσπερμα Potamogeton pectinatus και Zannichellia pallustris ssp. pedicellata, ενώ η ομάδα ΙΙIb κυριαρχείται από το Zannichellia pallustris ssp. pedicellata που συνοδεύεται από το χλωροφύκος Ulva intestinalis. O έλεγχος των διαφορών των ομάδων βλάστησης, με βάση τη διακύμανση των περιβαλλοντικών τους παραμέτρων πραγματοποιήθηκε με τον έλεγχο Mann - Whitney U. Στατιστικά σημαντικές διαφορές υπάρχουν μεταξύ της ομάδας ΙΙb με τις ομάδες Ι και ΙΙIb, όσον αφορά το βάθος και μεταξύ της ομάδας ΙΙb και ΙΙΙa, όσον αφορά την αναλογία διαφάνεια/βάθος και τη συγκέντρωση του ολικού φωσφόρου. Τα αποτελέσματα της ιεραρχικής ομαδοποίησης (Cluster analysis) σε σύνολο 36 δειγματοληπτικών επιφανειών, με βάση την αφθονία των υδρόβιων μακροασπονδύλων ανέδειξαν δύο ομάδες βενθικής πανίδας σε επίπεδο ομοιότητας περίπου 50% (Bray curtis similarity 50%) που αντιστοιχούν στις δύο λιμνοθάλασσες. Η ομάδα που αντιστοιχεί στο Κοτύχι κυριαρχείται από την οικογένεια Chironomidae και η ομάδα που αντιστοιχεί στον Πρόκοπο κυριαρχείται από την οικογένεια Οstracoda. O έλεγχος Mann - Whitney U έδειξε ότι οι δύο λιμνοθάλασσες διαφέρουν με βάση τις αβιοτικές παραμέτρους σε επίπεδο σημαντικότητας p<0,001 στο βάθος, την αναλογία διαφάνεια/βάθος, τη συγκέντρωση του ολικού φωσφόρου, χλωροφύλλης –α και ολικών αιωρούμενων στερεών. Ο Πρόκοπος παρουσίασε μεγαλύτερο βάθος (0,87m) από το Κοτύχι (0,56m) και μεγαλύτερη διακύμανση των παραπάνω παραμέτρων. Γενικά, τα αποτελέσματα της ανάλυσης κύριων συνιστωσών (PCA) και της ανάλυσης ANOSIM, που αφορούν τις περιβαλλοντικές παραμέτρους έδειξαν ότι η διακύμανση των περιβαλλοντικών παραμέτρων παρουσίασε εποχικό και χωρικό πρότυπο και στις δύο λιμνοθάλασσες με τη μεγαλύτερη διακύμανση τους να παρατηρείται στον Πρόκοπo. Κατά τη διάρκεια της θερινής περιόδου ειδικά στον Πρόκοπο καταγράφηκαν πολύ χαμηλές τιμές διαλυμένου οξυγόνου (χαμηλότερη τιμή: 0,34 mg/l), ακραίες τιμές αλατότητας (μέγιστη τιμή: 38,43 psu) και αυξημένες τιμές pH (μέγιστη τιμή: 9,95). Αυτή η εποχική διακύμανση των περιβαλλοντικών παραμέτρων προκαλεί έντονο φυσικό στρες στους υδρόβιους οργανισμούς επηρεάζοντας την αφθονία και εξάπλωση τους. Οι κυριότερες συσχετίσεις των αβιοτικών παραμέτρων που προέκυψαν από την ανάλυση Spearman είναι η θετική συσχέτιση του ολικού φώσφορου με τη χλωροφύλλη – α, τα ολικά αιωρούμενα στερεά και τη σταθερά απορρόφησης – α, η αρνητική συσχέτιση της αναλογίας διαφάνειας/βάθος με τον ολικό φώσφορο και τη χλωροφύλλη – α και του διαλυμένου οξυγόνου στο υπόστρωμα με τη συγκέντρωση φωσφορικών ιόντων, ολικού αζώτου, ολικού άνθρακα και οργανικού άνθρακα στο ίζημα. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα της ανάλυσης πλεονασμού (RDA), τo pH, η συγκέντρωση των ολικών αιωρούμενων στερεών της χλωροφύλλης - α, το βάθος, η θερμοκρασία και η σταθερά απορρόφησης Κ φαίνεται να παίζουν τον πιο σημαντικό ρόλο στην εξάπλωση & αφθονία των μακροφύτων. Όσον αφορά την εξάπλωση και αφθονία των υδρόβιων μακροασπονδύλων, σύμφωνα με την ανάλυση πλεονασμού (RDA), πιο σημαντικό ρόλο φαίνεται να παίζουν το βάθος, η συγκέντρωση των ολικών αιωρούμενων σωματιδίων, η θερμοκρασία και το pH. Γενικά, στις δύο λιμνοθάλασσες καταγράφηκε χαμηλός ειδών μακροφύτων και μακροαπονδύλων, όπως και σε άλλες λιμνοθάλασσες της Ελλάδας (Reizopoulou and Nicolaidou 2004, Kevrekidis 2004, Mogias and Kevrekidis 2005). Ο χαμηλότερος αριθμός ειδών και ατόμων μακροασπονδύλων παρατηρήθηκε κατά τη διάρκεια της θερινής περιόδου. Τα αποτελέσματα έδειξαν επίσης ότι ο αριθμός ειδών, η ποικιλότητα και η αφθονία, των βενθικών μακροασπονδύλων σχετίζεται ισχυρά με την υδρόβια βλάστηση και το βαθμό απομόνωσης από τη θάλασσα. Ο αριθμός ειδών και ατόμων μακροασπονδύλων παρουσιάστηκε αυξημένος στον τύπο ενδιαιτήματος, όπου κυριαρχούν τα αγγειόσπερμα, ενώ παρουσιάστηκε μειωμένος σε γυμνό υπόστρωμα. Επίσης, ο αριθμός ειδών και ατόμων μακροασπονδύλων εμφανίζεται μειωμένος με την αύξηση της απόστασης από τη θάλασσα. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης πλεονασμού (RDA) έδειξαν ότι τα μαλάκια παρουσιάζουν καλύτερη συσχέτιση με το αγγειόσπερμο Zostera noltii και τα συνοδά του είδη, ενώ τα καρκινοείδη παρουσιάζουν καλύτερη συσχέτιση με τα αγγειόσπερμα Ruppia cirrhosa, Potamogeton pectinatus και Zannichellia pallustris ssp. pedicellata και τα συνοδά τους είδη. Τα Miscellanea δείχνουν καλύτερη συσχέτιση με τα ευκαιριακά είδη υδροβίων μακροφύτων. Το Gammarus insensibilis παρουσίασε συνεμφάνιση με το χλωροφύκος Chaetomorpha linum, το οποίο αποτελεί μέρος της διατροφής του (Sheader & Sheader 1987, Bamber et al. 1992). Στην παρούσα εργασία συζητούνται περαιτέρω η οικολογική ποιότητα των δύο λιμνοθαλασσών και οι χωρικές και χρονικές διακυμάνσεις των περιβαλλοντικών παραμέτρων καθώς και οι επιδράσεις τους στη δομή και λειτουργία των βιοκοινωνιών των μακροφύτων και μακροασπονδύλων. / Aquatic macrophytes and benthic macroinvertebrates were studied seasonally in two coastal lagoons (Kotychi and Prokopos) located in Western Greece, in order to investigate spatial and temporal trends. Kotychi lagoon presents a better communication with the sea, while Prokopos has a high degree of confinement. Both ecosystems receive seasonally freshwater input by streams. The submerged aquatic macrophytes constituted a major component of the ecosystems studied. In total were found 22 taxa of aquatic macrophytes (angiosperms and macroalgae), 16 taxa for Kotychi (2 Rhodophyta, 8 Chlorophyta, 5 Magnoliophyta, 1 Streptophyta) and 14 taxa for Prokopos (1 Rhodophyta, 5 Chlorophyta, 5 Magnoliophyta, 3 Streptophyta). Ruppia cirrhosa, and Potamogeton pectinatus were dominant in both lagoons. Kotychi lagoon was also dominated by Cladophora glomerata and Prokopos by Zannichellia pallustris ssp. pedicellata, while the biomass of aquatic species peaked during summer period. The total number of macroinvertebrates found in the lagoons was 28 taxa for Kotychi and 19 for Prokopos. Chironomidae (Miscellanea) and Lekanesphaera monodi (Crustacea) were dominant in both lagoons, while Kotychi was also dominated by Monocorophium insidiosum (Crustacea), and Prokopos by Ostracoda (Crustacea). Benthic diversity (Η’) ranged from 1.3 to 2.6 in Kotychi and from 0.7 to 2.5 in Prokopos. Cluster analysis (Bray Curtis similarity) distinguished 5 vegetation groups based on 72 sampling plots. Group I, was dominated by Zostera noltii, groups IIa and IIb were both dominated by Ruppia cirrhosa, but they present different abundance in companion opportunistic species. Group IIIa was dominated by Potamogeton pectinatus and Zannichellia pallustris ssp. pedicellata and group IIIb by Zannichellia pallustris ssp. pedicellata and Ulva intestinalis. Mann - Whitney U – test showed that means of environmental variables such as depth, total P and the ratio transparency/depth differed significantly among groups IIb, IIIa and IIIb. Cluster analysis (Bray Curtis similarity) distinguished two groups of macroinvertebrates, based on 36 sampling plots. Group I represents Kotychi lagoon by Chironomidae and group II represents Prokopos lagoon II dominated by Ostracoda. Mann - Whitney U – test showed that means of environmental variables such as depth, the ratio transparency/depth, total P, chl-a and TSM differed significantly between the two lagoons. Prokopos (0,87m) is a deeper lagoon than Kotychi (0,56m) and presented higher values of the ratio transparency/depth, total P, chl-a and TSM. Generally, PCA and ANOSIM analysis showed that there is a seasonal and spatial fluctuation of environmental variables in the two lagoons. Prokopos showed widest range of the environmental variables among seasons. In Prokopos lagoon during summer period recorded very low values of D.O. (lowest value: 0,34 mg/l), high salinity (max. value: 38,43 psu) and pH (max. value: 9,95). The high seasonal fluctuations of environmental variables create a natural stress to aquatic organisms affecting their abundance. The results of Spearman analysis showed that total P was positively correlated with chl-a, TSM and attenuation coefficient K and the ratio transparency/depth was negatively correlated with total P and chl-a. Also, sediment’s D.O. was negatively correlated with orthophosphates, total nitrogen, total and organic carbon in the sediment. The results of RDA analysis showed that pH, TSM, chl-a, depth, attenuation coefficient K and temperature play the most important role in the abundance and distribution of aquatic macrophytes. Depth, TSM, temperature and pH influence the distribution and abundance of benthic mavroinvertebrates. Generally, both lagoon showed low number of species of macrophytes and macroinvertebrates, similarly with other Greek lagoons (Reizopoulou and Nicolaidou 2004, Kevrekidis 2004, Mogias and Kevrekidis 2005). The lowest number of species and individuals of macroinvertebrates was recorded during the summer period. Moreover, results showed that species richness, diversity, and abundance of benthic macroinvertebrates were strongly related to aquatic vegetation and degree of confinement. The number of species and individuals of macroinvertebrates increased in the habitat where angiosperms were the dominated macrophytes. On the other hand, the number of species and individuals of macroinvertebrates presented lower values in bare substrates. Also, the number of species and individuals of macroinvertebrates presented a reduction at the sampling stations which have a high distance from the sea, in both lagoons. RDA analysis showed that Mollusca prefer as a habitat the angiosperm Zostera noltii and its companion species. Crustacea showed better relation with angiosperms Ruppia cirrhosa, Potamogeton pectinatus and Zannichellia pallustris ssp. pedicellata and their companion species. Miscellanea showed better relation with the opportunistic species of aquatic macrophytes. Gammarus insensibilis presented co-occurrence with Chaetomorpha linum, which is a part of its diet, as referred also, in Sheader & Sheader (1987) and Bamber et al. (1992). In the current study the ecological evaluation of the two coastal lagoons, the spatial and temporal fluctuations of environmental variables and their influence to the structure and function of biotic communities are further discussed.

La zone côtière représente seulement une petite partie de la surface océanique, mais elle joue un rôle important dans le cycle du carbone. Pour contribuer à préciser ce rôle, l’objectif de cette thèse était d’étudier les flux de carbone, en immersion et en émersion, des communautés benthiques intertidales vivant sur les estrans rocheux. La respiration et la calcification des principales espèces macrozoobenthiques ont été mesurées en laboratoire pour d’estimer les différentes adaptations métaboliques liées à une vie en milieu intertidal. En complément, les flux globaux de carbone des communautés ont été quantifiés aux interfaces air-sédiment et eau-sédiment grâce à des mesures in situ. D’une manière générale, la respiration de la communauté prévaut sur la production primaire, en conséquence les estrans rocheux semi-battus peuvent être considérés comme hétérotrophes. Grâce aux mesures de respiration en laboratoire et aux comptages d’espèces effectués sur les côtes rocheuses bretonnes, nous avons pu estimer la contribution du macrozoobenthos aux flux de carbone à une échelle régionale. La comparaison entre les résultats in situ et les études en laboratoire à permis de valider nos méthodes. / Coastal zone represents only a small part of ocean surface, but play a major role in carbon cycling. Ro help clarify this role; this thesis aimed to study carbon fluxes of intertidal benthic rocky shore communities during immersion and emersion. Respiration and calcification measurements of principal macrozoobenthic species were performed in the laboratory in order to evaluate their different metabolic adaptation to intertidal conditions. In addition, community carbon fluxes were quantified in situ at the air-sediment and water-sediment interfaces. Community respiration generally prevails on primary production indicating that semi-exposed intertidal rocky shore communities could be considered as heterotrophic. The contribution of macrozoobenthic organisms to carbon fluxes was estimated on a regional scale through respiration and calcification rates measured in the laboratory and species abundances recorded in Brittany (France) exposed rocky shores. The comparison between in situ and laboratory studies allowed our methods validation.

Les lagunes côtières sont des écosystèmes semi-fermés à l'interface de la terre et des océans et sous l'influence de ces deux compartiments. De par ces caractéristiques, elles sont soumises à de fortes variations spatiales et saisonnières de leurs ressources trophiques. De par leur nature fermée et peu profonde, elles vont amplifier la force des processus qui conditionnent la disponibilité des ressources alimentaires et par conséquent l'écophysiologie des organismes benthiques qui composent les assemblages associés. Ce travail de thèse se propose de caractériser l'écophysiologie trophique de deux espèces de bivalves filtreurs (Nodipecten subnodosus et Spondylus crassisquama) au sein d'une lagune du Pacifique Nord-est (Basse Californie, Mexique). Une approche mufti-tissus et multi-traceurs (isotopes stables, acides gras, stérols et analyse isotopique sur acides gras) a été adoptée afin de pouvoir caractériser l'écologie trophique des espèces, mais aussi leurs régulations physiologiques face aux variations environnementales. Deux facteurs clés se sont révélés largement explicatifs de la variabilité spatio-temporelle observée dans le régime alimentaire : la période (hiver vs été) et la localisation dans la lagune par rapport à l'embouchure. L'importance des apports de phytoplancton océanique a été démontrée dans l'ensemble de la lagune, avec une contribution plus importante de diatomées océaniques notamment en période estivale pour les individus à proximité de l'embouchure. Par ailleurs, les bivalves en fond de lagune semblaient davantage dépendre de la matière organique locale, en particulier issue du recyclage bactérien, voire de la production des herbiers de phanérogames. Ces contrastes spatiaux se reflétaient également dans la composition des membranes cellulaires, mettant en évidence les interactions entre apports trophiques et régulations métaboliques des compositions en acides gras chez ces deux bivalves. Cette thèse présente une approche intégrée dédiée à la compréhension des variations spatiales et saisonnières des ressources trophiques d'un écosystème lagunaire, ainsi que leurs répercutions trophiques et physiologiques sur les assemblages benthiques. / Coastal lagoons are semi-enclosed ecosystems at the interface between land and ocean and under the influence of these two compartments. Owing to these characteristics these ecosystems are submitted to spatial and seasonal variations in their trophic resources. Because of their enclosed and shallow nature, lagoons amplify the intensity of processes conditioning the availability of food resources and consequently the ecophysiology of the benthic organisms which compose associated assemblages. This thesis aims to characterize the trophic ecophysiology of two species of suspension feeding bivalves (Nodipecten subnodosus and Spondylus crussisquomo) within a lagoon of Northeast Pacific (Baja California, Mexico). A mufti-tissue and multi-tracer approach (stable isotopes, fatty acids, sterols, and isotope analysis on fatty acids) was used in order to characterise the trophic ecology of both species, as well as their physiological regulations against environmental variations. Two key factors have been found to explain the observed spatio-temporal variability: the period (winter vs summer), and the location in the lagoon with respect to the distance from the mouth. The importance of oceanic phytoplankton inputs has been highlighted throughout the lagoon, with a greater contribution of oceanic diatoms particularly during the summer period for individuals near the mouth. Bivalves from the inner lagoon seemed more dependent of local organic matter, in particular resulting from bacterial recycling, or even from the production of eelgrass. These spatial contrasts were also reflected in the composition of cell membranes, highlighting the interactions between trophic contributions and metabolic regulation of fatty acid composition in both bivalves. This thesis presents an integrated approach to understand spatial and seasonal variations of the trophic resources of a lagoon ecosystem, as well as their trophic and physiological repercussions on benthic assemblages.