Many management strategies are available to fishery managers to improve the sustainability of a fishery; however, it is not always clear how implemented strategies interact with the demographics of the exploited species. Management decisions are often made in order to maximize egg production and recruitment or to preserve specific size classes to increase reproductive output. Consequences of these strategies could include variation from a natural size structure of the population, exaggerated sexual dimorphism, skewed sex ratios, and suboptimal mating conditions. To examine the possibility of these consequences, I ran a series of deterministic models to simulate the fished and unfished population dynamics of two clawed lobster species, American lobster (Homarus americanus) and European lobster (Homarus gammarus), under a variety of management strategies. Protection of ovigerous females takes two forms in this model. The American fishery in the Gulf of Maine requires fishers to v-notch ovigerous females for up to four years of protection from fishing. The European fishery in southern Norway bans the harvest of ovigerous females, which translates to one year of protection. I compared the relative impact of the two levels of ovigerous female protections on factors that may be important for reproductive success: size structure, dimorphism, sex ratio, and egg production for both species. I then considered a case study on European lobster to evaluate the interaction of a no-take marine protected area with a slot limit to compare relative impacts to egg production, overall size structure and dimorphism. Results showed that American lobster females benefitted greatly from strict protections such as v-notching in terms of mean size increase and egg production, but mean size dimorphism and the overall proportion of females also increased with higher fishing pressure. European lobster females also benefitted from protections, but less dramatically than American lobsters, and with lower size dimorphism. In the case study, European lobsters benefited most from the implementation of a no-take marine protected area in combination with a slot limit to preserve the largest individuals of both sexes which improved overall egg production. By taking a simulation approach to evaluate these different management strategies on two closely related species of lobster, this thesis provides a basis for understanding how fishery decisions can achieve their sustainability goals in addition to quantifying some of the unintended impacts of management on parameters that may be important to overall reproductive success. / Master of Science / Fishery managers make decisions about a fishery based on the species' biology to optimize catch while also ensuring that enough individuals remain to keep the population alive for years to come. However, it is not always clear what types of unintended consequences these decisions may have. Management decisions are often made in order to maximize egg production, to keep small individuals alive until they can reproduce, or to preserve the large individuals that have high reproductive potential. Some consequences of these strategies could include a reduction in the number of large individuals with high fishing pressure, increased female body size compared to males, unequal numbers of females and males, and less optimal conditions for mating. To examine the possibility of these consequences, I ran a series of models to simulate the fished and unfished populations of two clawed lobster species, American lobster (Homarus americanus) and European lobster (Homarus gammarus), under a variety of management strategies. The American lobster fishery in the Gulf of Maine requires a practice known as v-notching, which protects egg-bearing females for up to four years. The Norwegian fishery for European lobster bans the harvest of egg-bearing females, which is protection that lasts for one year. I compared the impact of the two types of egg-bearing female protections on factors that may be important for reproductive success: abundance of large lobsters, unequal numbers of females and males, difference in size between females and males, and overall production of eggs for both species. I then considered a case study on European lobster to test how a no-take marine protected area and a slot limit (minimum and maximum harvest size limits) affected those same factors. Results showed that American lobster females benefited greatly from longer lasting protections by growing to larger sizes and producing more eggs, but the average size difference between females and males and the overall proportion of females also increased as fishing became more intense. European lobster females also benefitted from protections, but less dramatically than American lobsters, and with lower mean differences in size between females and males. In the case study, European lobsters benefitted most from the no-take marine protected area in combination with a slot limit to preserve the largest individuals of both sexes which improved overall egg production. Using a simulation makes it easier to tease apart the effects of these different management strategies on two closely related species of lobster. This thesis helps managers see how fishery decisions affect lobsters in both desired and unintended ways. With this information, managers can better improve the sustainability of the fishery through considering what a specific species needs to improve reproductive success.

Pour faire face à des perturbations environnementales, les organismes ont développé des défenses antitoxiques couramment utilisés comme biomarqueurs dans l'évaluation de la qualité des milieux. Cependant, de nombreux facteurs confondants comme la température ou le genre, influencent la réponse de ces biomarqueurs. Il est ainsi nécessaire de connaitre les effets de ces facteurs afin d'imputer correctement la réponse biologique mesurée à la présence de polluants. Dans ce contexte, nous avons choisi d'étudier l'influence d'un parasite acanthocéphale, Polymorphus minutus, transmis horizontalement et de microsporidies à transmission verticale, sur les réponses physiologiques de leur hôte, Gammarus roeseli, un crustacé amphipode d'eau douce d'intérêt écotoxicologique. Pour cela, nous avons choisi d'étudier le glutathion, tripeptide jouant un rôle central dans les systèmes antitoxiques, sa synthèse (i.e. activité gamma-glutamylcystéine ligase), les réserves énergétiques (i.e. lipides, glycogène, protéines) et un biomarqueur d'effets toxiques, le malondialdéhyde. L'influence du parasitisme a été appréhendé dans différents cas d'études: (i) chez G. roeseli infecté par P. minutus, (ii) chez G. roeseli infecté par des microsporidies (Dictyocoela roeselum essentiellement) et (iii) chez G. roeseli co-infecté par ces deux types de parasite. Chaque cas d'étude a été réalisé en absence de stress et lors d'une exposition au cadmium. Nous avons mis en évidence qu'en absence de contamination, la présence de P. minutus et une co-infection par P. minutus et D. roeselum affectent les biomarqueurs de G. roeseli. Après exposition au cadmium, la présence de parasites (i.e. infection simple ou co-infection) modifie la mobilisation des défenses antitoxiques et accentue les effets toxiques subits par l'hôte. Les résultats obtenus au cours de ce travail mettent en avant le caractère confondant du parasitisme en écotoxicologie et souligne l'importance de prendre en compte ce paramètre lors de l'évaluation de la qualité des milieux / To cope with environmental disturbances, organisms have developed antitoxic defenses commonly used as biomarkers in environmental risk assessment. However, many confounding factors such as temperature and gender could influence biomarker responses. It seems hence necessary to investigate their effects, in order to attribute biological responses only to pollutants. In this context, we investigated the influence of parasitism by studying the acanthocephalan parasite Polymorphus minutus, horizontally transmitted, and microsporidia parasites, vertically transmitted, on the physiological responses of their common host, the freshwater amphipod Gammarus roeseli, a classical model used in ecotoxicology. We investigated the glutathione, a tripeptide having a key role in antitoxic systems, its synthesis (i.e. gamma-glutamylcysteine ligase activity), energy reserves (i.e. lipids, glycogen, proteins) and a toxicity biomarker, the malondialdehyde. The influence of parasitism was considered in different studies: (i) in G. roeseli infected by P. minutus only, (ii) in G. roeseli infected by microsporidia (mainly Dictyocoela roeselum) and (iii) in G. roeseli coinfected by both parasites. Each study was carried out in absence of pollutants and under cadmium stress. We highlighted that, in the absence of contamination, only P. minutus and the co-infection affect the G. roeseli biomarker assessments. After cadmium exposure, the presence of parasites (i.e. single infection or co-infection) influences the mobilization of antitoxic defences, and accentuates toxic effects in their hosts. Our results underline the confounding nature of parasitism in ecotoxicology and thus, highlight the importance to take into account this parameter in the environmental risk assessment

Das Schutzziel in der Ökotoxikologie ist die Population. Un­ter­suchungen zur Wirkung von subletalen Konzentrationen einer Umweltchemikalie auf Populationsebene, zum Beispiel mit künst­lichen Fließgewässersystemen (Mikrokosmen) können aussagekräftigere Beiträge zur ökotoxikologischen Bewertung einer Umweltchemikalie liefern. Außerdem können bei solchen Untersuchungen mögliche indirekte Effekte erfaßt werden. Über die Reaktion von Fließgewässer-Biozönosen gegenüber Um­welt­chemikalien ist relativ wenig bekannt. Die überwiegende Zahl der Untersuchungen zur Abschätzung des Ge­fähr­dungs­po­tentials von Umweltchemikalien wurde mit Testsystemen für Lebensgemeinschaften in stehenden Gewässern untersucht. Die Übertragbarkeit der Ergebnisse dieser Tests auf Fließgewässer-Lebensgemeinschaften ist meist nicht gegeben. Daher ist es notwendig Testsysteme zu etablieren, mit denen die Wirkung von Umweltchemikalien auf Fließgewässer-Le­bens­ge­mein­schaf­ten untersucht werden kann. In einem Gewächshaus wurden fünf Fließrinnen etabliert, mit denen die physikalisch-chemischen Bedingungen in einem Bach simuliert werden können. Im Ge­gensatz zu Untersuchungen einer komplexen Le­bens­ge­mein­schaft mit hoher Variabilität, wie sie sich beispielsweise durch das Einbringen von na­tür­lich­em Sediment aus Fließgewässern einstellt, wurde in diesen Experimenten die Wirkung von Che­mikalien auf eine einfache Lebensgemeinschaft untersucht. Die Le­bens­ge­mein­schaft in den Fließrinnen bestand deshalb aus wenigen, aus­ge­wählten Arten. Untersucht wurden die Kon­zen­tra­tionen 0,6, 6, 60 und 600 µg/l (Terbutryn) und 0,05, 0,5, 5 und 50 µg/l (Fenoxycarb). Gegenstand der vorliegenden Arbeit waren die Untersuchungen mit Gammarus fossarum. In einem akuten Toxizitätstest wurde die LC50 von Terbutryn für adulte und juvenile Gammariden ermittelt. In den Fließ­rin­nen­ex­perimenten mit Terbutryn und Fenoxycarb wurden po­pu­la­tions­relevante Pa­ra­meter der Gammaridenpopulationen untersucht. Ob und in welchem Um­fang sich Effekte, die mit den Stan­dard­tests gemessen wurden, auf bestimmte öko­toxi­ko­lo­gi­sche End­punkte der Population auswirken, kann nicht immer unmittelbar abgeleitet werden. Eine Möglichkeit wäre die aufwendige Durchführung von Po­pu­la­tionsexperimenten mit einfachen oder komplexeren Mo­dell­öko­systemen über eine lange Zeit. Eine andere Möglichkeit ist die Nutzung mathematischer Modelle zur Beschreibung der Populationsdynamik. Das begleitend zu den Untersuchungen entwickelte individuenbasierte Re­pro­duk­tions­modell GamMod bildet die Populationsdynamik einer ab­ge­schlos­senen Population von Gammarus fossarum in künstlichen Fließgewässersystemen ab. Es wird die Struktur und Dy­na­mik des realen Systems (Populationsdynamik) unter Ein­beziehung der Kenntnisse des Reproduktionszyklus modelliert. Mo­dell­szenarien sollen Aus­sagen über den Einfluß der Än­der­ung einer Variablen bezüglich der Populationsdynamik liefern.

Bei zwei Fließgewässern (Lockwitzbach und Körsch) wurde ein Expositions- und Effektmonitoring an Probenahmestellen jeweils ober- und unterhalb des Einleiters eines kommunalen Klärwerks über einen Zeitraum von zwei Jahren durchgeführt. Gegenstand der vorliegenden Arbeit waren dabei die Untersuchungen zur Populationsstruktur und -dynamik von Gammarus fossarum (Amphipoda, Crustacea). Folgende Populationsvariablen wurden erfasst: Abundanz, Geschlechterverhältnis, Anteil von Juvenilen, Anteil brütender Weibchen, Fekundität, Körperlängen und Infektion mit Acanthocephalen. Erstmalig wurde Intersexualität bei G. fossarum festgestellt. Im Lockwitzbach war der Anteil an Intersexen bei den adulten Gammariden mit etwa 5 - 15 % höher als in der Körsch mit < 1 %. Intersexualität wurde nicht durch die Einleiter induziert. Bei den Intersexen handelt es sich um funktionelle Weibchen. Wodurch dieses Phänomen ausgelöst wird und welche Bedeutung es für die Population hat, ist unbekannt. In den Freilanduntersuchungen wurden im Projekt Xehogamm (Umweltbundesamt Berlin, FKZ 299 65 221/05), in dessen Rahmen diese Dissertation entstand, verschiedene Umweltchemikalien im Bachwasser analysiert. Bei Vertebraten ist eine östrogene Wirksamkeit dieser Substanzen bekannt oder wird vermutet. In den Gammaridenpopulationen unterhalb der Klärwerkseinleiter waren wichtige populationsrelevante Variablen im Vergleich zu oberhalb verändert. An der unteren Probenahmestelle bei der Körsch war der Anteil der Juvenilen mit der kleinsten Körperlänge sowie der Anteil brütender Weibchen erniedrigt. Tendenziell traf dies auch für die untere Probenahmestelle beim Lockwitzbach zu. Bei der Körsch ist außerdem der frühere Beginn der herbstlichen Reproduktionspause und die geringere Körperlänge adulter Gammariden möglicherweise auf endokrine Umweltchemikalien im Wasser des Einleiters zurückzuführen. Von den nachgewiesenen Substanzen wurde eine Einzelsubstanz, Bisphenol A, für ein Fließrinnenexperiment ausgewählt. In künstlichen Fließrinnen im Gewächshaus wurde G. fossarum paarweise, in Gruppen sowie als größenstrukturierte Population in der Fließrinne selbst über 103 Tage exponiert, und verschiedene Populationsvariablen wurden erfasst. Die Nominalkonzentrationen von Bisphenol A in drei Fließrinnen betrugen 5, 50 und 500 µg/L. In den ersten drei aufeinanderfolgenden Bruten zeigte sich in der höchsten Bisphenol A-Konzentration die größte Brutgröße. Im weiteren Verlauf des Experiments übte Bisphenol A einen hemmenden Einfluss auf die Reproduktion der Gammariden aus. Basierend auf den Nominalkonzentrationen wurden folgende EC10-Werte berechnet: Anteil reproduzierender Weibchen für die 4. Brut (bei Gammaridenpaaren): 22 µg/L, Brutgröße der 4. Brut (bei Gammaridenpaaren): 11 µg/L, Anteil brütender Weibchen (Population): 212 µg/L und Anteil Juveniler (Population): 153 µg/L Bisphenol A. Die EC10-Werte basierend auf Effektivkonzentrationen für dieselben Endpunkte betragen: bei den Paaren 1,1 µg/L (reproduzierende Weibchen) und 0,5 µg/L (Brutgröße), in der Population 10 µg/L (Anteil brütender Weibchen und Anteil Juveniler). Im Fließrinnenexperiment wurde Bisphenol A zwar in höheren Konzentrationen als im Freiland vorhanden eingesetzt, die beobachteten Effekte weisen jedoch in dieselbe Richtung wie die Effekte im Freiland. Daher kann nicht ausgeschlossen werden, dass auch die Effekte im Freiland auf einer endokrinen Wirkung von Umweltchemikalien beruhen könnten. Zusätzlich wurde der Einfluss von Bisphenol A auf die Osmoregulation bei G. lacustris untersucht, wobei unterschiedliche Effekte auf die Natrium- und Calciumkonzentration, nicht jedoch auf die Osmolalität, in der Hämolymphe nachgewiesen wurden. Anlage: Rohdaten (3,87 MB)- Nutzung: Referat Informationsvermittlung der SLUB

Das Schutzziel in der Ökotoxikologie ist die Population. Un­ter­suchungen zur Wirkung von subletalen Konzentrationen einer Umweltchemikalie auf Populationsebene, zum Beispiel mit künst­lichen Fließgewässersystemen (Mikrokosmen) können aussagekräftigere Beiträge zur ökotoxikologischen Bewertung einer Umweltchemikalie liefern. Außerdem können bei solchen Untersuchungen mögliche indirekte Effekte erfaßt werden. Über die Reaktion von Fließgewässer-Biozönosen gegenüber Um­welt­chemikalien ist relativ wenig bekannt. Die überwiegende Zahl der Untersuchungen zur Abschätzung des Ge­fähr­dungs­po­tentials von Umweltchemikalien wurde mit Testsystemen für Lebensgemeinschaften in stehenden Gewässern untersucht. Die Übertragbarkeit der Ergebnisse dieser Tests auf Fließgewässer-Lebensgemeinschaften ist meist nicht gegeben. Daher ist es notwendig Testsysteme zu etablieren, mit denen die Wirkung von Umweltchemikalien auf Fließgewässer-Le­bens­ge­mein­schaf­ten untersucht werden kann. In einem Gewächshaus wurden fünf Fließrinnen etabliert, mit denen die physikalisch-chemischen Bedingungen in einem Bach simuliert werden können. Im Ge­gensatz zu Untersuchungen einer komplexen Le­bens­ge­mein­schaft mit hoher Variabilität, wie sie sich beispielsweise durch das Einbringen von na­tür­lich­em Sediment aus Fließgewässern einstellt, wurde in diesen Experimenten die Wirkung von Che­mikalien auf eine einfache Lebensgemeinschaft untersucht. Die Le­bens­ge­mein­schaft in den Fließrinnen bestand deshalb aus wenigen, aus­ge­wählten Arten. Untersucht wurden die Kon­zen­tra­tionen 0,6, 6, 60 und 600 µg/l (Terbutryn) und 0,05, 0,5, 5 und 50 µg/l (Fenoxycarb). Gegenstand der vorliegenden Arbeit waren die Untersuchungen mit Gammarus fossarum. In einem akuten Toxizitätstest wurde die LC50 von Terbutryn für adulte und juvenile Gammariden ermittelt. In den Fließ­rin­nen­ex­perimenten mit Terbutryn und Fenoxycarb wurden po­pu­la­tions­relevante Pa­ra­meter der Gammaridenpopulationen untersucht. Ob und in welchem Um­fang sich Effekte, die mit den Stan­dard­tests gemessen wurden, auf bestimmte öko­toxi­ko­lo­gi­sche End­punkte der Population auswirken, kann nicht immer unmittelbar abgeleitet werden. Eine Möglichkeit wäre die aufwendige Durchführung von Po­pu­la­tionsexperimenten mit einfachen oder komplexeren Mo­dell­öko­systemen über eine lange Zeit. Eine andere Möglichkeit ist die Nutzung mathematischer Modelle zur Beschreibung der Populationsdynamik. Das begleitend zu den Untersuchungen entwickelte individuenbasierte Re­pro­duk­tions­modell GamMod bildet die Populationsdynamik einer ab­ge­schlos­senen Population von Gammarus fossarum in künstlichen Fließgewässersystemen ab. Es wird die Struktur und Dy­na­mik des realen Systems (Populationsdynamik) unter Ein­beziehung der Kenntnisse des Reproduktionszyklus modelliert. Mo­dell­szenarien sollen Aus­sagen über den Einfluß der Än­der­ung einer Variablen bezüglich der Populationsdynamik liefern.

Bei zwei Fließgewässern (Lockwitzbach und Körsch) wurde ein Expositions- und Effektmonitoring an Probenahmestellen jeweils ober- und unterhalb des Einleiters eines kommunalen Klärwerks über einen Zeitraum von zwei Jahren durchgeführt. Gegenstand der vorliegenden Arbeit waren dabei die Untersuchungen zur Populationsstruktur und -dynamik von Gammarus fossarum (Amphipoda, Crustacea). Folgende Populationsvariablen wurden erfasst: Abundanz, Geschlechterverhältnis, Anteil von Juvenilen, Anteil brütender Weibchen, Fekundität, Körperlängen und Infektion mit Acanthocephalen. Erstmalig wurde Intersexualität bei G. fossarum festgestellt. Im Lockwitzbach war der Anteil an Intersexen bei den adulten Gammariden mit etwa 5 - 15 % höher als in der Körsch mit < 1 %. Intersexualität wurde nicht durch die Einleiter induziert. Bei den Intersexen handelt es sich um funktionelle Weibchen. Wodurch dieses Phänomen ausgelöst wird und welche Bedeutung es für die Population hat, ist unbekannt. In den Freilanduntersuchungen wurden im Projekt Xehogamm (Umweltbundesamt Berlin, FKZ 299 65 221/05), in dessen Rahmen diese Dissertation entstand, verschiedene Umweltchemikalien im Bachwasser analysiert. Bei Vertebraten ist eine östrogene Wirksamkeit dieser Substanzen bekannt oder wird vermutet. In den Gammaridenpopulationen unterhalb der Klärwerkseinleiter waren wichtige populationsrelevante Variablen im Vergleich zu oberhalb verändert. An der unteren Probenahmestelle bei der Körsch war der Anteil der Juvenilen mit der kleinsten Körperlänge sowie der Anteil brütender Weibchen erniedrigt. Tendenziell traf dies auch für die untere Probenahmestelle beim Lockwitzbach zu. Bei der Körsch ist außerdem der frühere Beginn der herbstlichen Reproduktionspause und die geringere Körperlänge adulter Gammariden möglicherweise auf endokrine Umweltchemikalien im Wasser des Einleiters zurückzuführen. Von den nachgewiesenen Substanzen wurde eine Einzelsubstanz, Bisphenol A, für ein Fließrinnenexperiment ausgewählt. In künstlichen Fließrinnen im Gewächshaus wurde G. fossarum paarweise, in Gruppen sowie als größenstrukturierte Population in der Fließrinne selbst über 103 Tage exponiert, und verschiedene Populationsvariablen wurden erfasst. Die Nominalkonzentrationen von Bisphenol A in drei Fließrinnen betrugen 5, 50 und 500 µg/L. In den ersten drei aufeinanderfolgenden Bruten zeigte sich in der höchsten Bisphenol A-Konzentration die größte Brutgröße. Im weiteren Verlauf des Experiments übte Bisphenol A einen hemmenden Einfluss auf die Reproduktion der Gammariden aus. Basierend auf den Nominalkonzentrationen wurden folgende EC10-Werte berechnet: Anteil reproduzierender Weibchen für die 4. Brut (bei Gammaridenpaaren): 22 µg/L, Brutgröße der 4. Brut (bei Gammaridenpaaren): 11 µg/L, Anteil brütender Weibchen (Population): 212 µg/L und Anteil Juveniler (Population): 153 µg/L Bisphenol A. Die EC10-Werte basierend auf Effektivkonzentrationen für dieselben Endpunkte betragen: bei den Paaren 1,1 µg/L (reproduzierende Weibchen) und 0,5 µg/L (Brutgröße), in der Population 10 µg/L (Anteil brütender Weibchen und Anteil Juveniler). Im Fließrinnenexperiment wurde Bisphenol A zwar in höheren Konzentrationen als im Freiland vorhanden eingesetzt, die beobachteten Effekte weisen jedoch in dieselbe Richtung wie die Effekte im Freiland. Daher kann nicht ausgeschlossen werden, dass auch die Effekte im Freiland auf einer endokrinen Wirkung von Umweltchemikalien beruhen könnten. Zusätzlich wurde der Einfluss von Bisphenol A auf die Osmoregulation bei G. lacustris untersucht, wobei unterschiedliche Effekte auf die Natrium- und Calciumkonzentration, nicht jedoch auf die Osmolalität, in der Hämolymphe nachgewiesen wurden. Anlage: Rohdaten (3,87 MB)- Nutzung: Referat Informationsvermittlung der SLUB

Hydroxylated polybrominated diphenyl ethers (OH-PBDEs) are naturally produced in aquatic ecosystems e.g. by algae. Many OH-PBDEs have been observed to be highly bioactive and to cause adverse effects through several pathways, e.g. via disrupting oxidative phosphorylation (OXPHOS). The levels of some OH-PBDEs have increased in Baltic biota over the past decades. This may be associated with the nutrient enrichment of the Baltic Sea, which has favored growth of some of the OH-PBDE producers. Ceramium tenuicorne has been suggested to be a producer of OH-PBDEs in the Baltic Sea, which is supported by the results presented in this thesis. The levels of OH-PBDEs were observed to fluctuate greatly in C. tenuicorne over the summer season, and to correlate with the levels of pigments in the algae. However, the observed congener pattern in C. tenuicorne questioned theories regarding the mechanism of their biosynthesis. The results indicate a much more selective pathway for biosynthesis than previously suggested for the production of OH-PBDEs. One of the most abundant OH-PBDEs in C. tenuicorne, 6-OH-BDE137, has previously been observed to be toxic to bacteria, fungi, and crustaceans. Furthermore, Baltic gammarids seemed to change their feeding preferences towards less grazing on C. tenuicorne during the production peek of OH-PBDEs in the alga. This suggests that OH-PBDEs may serve as allelochemical defense agents for C. tenuicorne. The transport and fate of OH-PBDEs through a Baltic food chain was also studied, including C. tenuicorne, Gammarus spp., three-spined stickleback (Gasterosteus aculeatus), and perch (Perca fluviatilis). A small portion of the OH-PBDEs were observed to be methylated in the alga, or by associated bacteria. The methylated OH-PBDEs biomagnified in the food chain up to perch, in which they were converted back to the OH-PBDEs via demethylation. The OH-PBDEs and their methylated counterparts were also partially debrominated in the food chain, which resulted in high concentration of 6-OH-BDE47 in the perch. This congener is the most toxic OH-PBDE with regards to OXPHOS disruption. Another biotransformation of OH-PBDEs was identified in Baltic Sea blue mussels (Mytilus edulis). High concentrations of OH-PBDEs were conjugated with lipophilic moieties, e.g. fatty acids. This increases the residence time of the OH-PBDEs in the mussels. Mussels have been suggested to conjugate steroids with fatty acids as a means to regulate hormone levels. The conjugation of OH-PBDEs to fatty acids may occur due to intrusion into this pathway. Methods were developed to include quantification of conjugated OH-PBDEs in the analysis of mussels. OH-PBDEs were also quantified in blood from Baltic Sea grey seals (Halichoerus grypus). Seals originating from the Baltic proper were observed to be more highly exposed to 6-OH-BDE47 than seals from the Gulf of Bothnia. However, the levels of OH-PBDEs were generally low. A major effort was invested into securing these results, including development of a new analytical method. Blood obtained from dead seals is a difficult matrix for quantification of OH-PBDEs, and previous attempts using an established method yielded unsatisfactory results. / <p>At the time of the doctoral defense, the following paper was unpublished and had a status as follows: Paper 4: Manuscript.</p>

Wood ash application (WAA) has been recommended mainly for two reasons; i) to avoid depletion of minerals in the soil due to whole tree harvest in the forestry and ii) to mitigate harmful effects of acidification of soil and surface waters. In conclusion, the effects on terrestrial ecosystems and, especially, tree growth, can be attributed to the properties of the ash, the dose applied and the specific site at which the ash is applied. The research conducted on the effects of WAA on limnological ecosystems is very limited, and the major purpose of the present thesis was to gain knowledge of the effects of wood ash to different freshwater organisms, and the more comprehensive, limnological effects of WAA in the first stream in Bispgården, Sweden. Effects of wood ash solutions on the unicellular alga Euglena gracilis Klebs, the amphipod Gammarus pulex L., and the moss Fontinalis antipyretica Hedw. were investigated under laboratory conditions. Common in all three species was the decline in performance (growth/velocity/respiration/oxygen evolution) when the concentration of wood ash exceeded 5 g/l and no adjustment of pH was done (alkaline solution). In contrast, different movement parameters (motility, upwards swimming and velocity) in E. gracilis (neutral conditions), and increased growth of F. antipyretica with increased concentrations of wood ash indicated that nutrients in the ash was bioavailable for these organisms. There was no evidence of toxic effects on the organisms from metals or other compounds as a result from exposure to wood ash solutions in the present studies. The field study was conducted in a forest area close to Bispgården, about 100 km NW from Sundsvall, Sweden. The catchment area (50 ha) of the stream Fanbergsbäcken was treated with wood ash in September of 2004 (3,000 kg/ha;selfhardened crush-ash). In general, both biological (diatoms) and chemical (pH, alkalinity, and aluminum (Al) measurements) indicators have shown no significant effect on acidification parameters from the addition of wood ash. There was, however, evidence of an increased pH during spring flood, accompanied with a decrease in the frequency of low pH values (&lt;5.6) during spring flood. In addition to this, alkalinity was significantly higher in the period 2005-2006, compared to that of 2003. High concentrations of toxic forms of Al repeatedly occured in the stream Fanbergsbäcken, and the WAA did not affect the frequencies of high concentrations of toxic Al forms (&lt;50 μg/l). Both the moss F. antipyretica and the leaves from Alnus incana displayed increased potassium (K) concentrations, although other nutrients did not increase from WAA. In conclusion, no evidence of WAA being effective in restoring or improving the ecological status of freshwater environments has been established, either in the literature or in the present field study. On the other hand, there were no indications of harmful effects due to WAA, either. However, we still do not know the effects of wood ash on several organisms (predominantly invertebrates) inhabiting small ponds and other, temporary or permanent, freshwater ecosystems. In the context of WAA, these environments and organisms have not attended any attention in the research published to date, and future studies are strongly encouraged.

In my diploma thesis I reviewed the results of the collection of makrozoobentos and water chemistry on three streams, which are located on the right bank of the Lipno dam. This is a Bukový, Horský and Mlýnský stream. On these streams I watch a chemical properties of conductivity, pH and alkalinity. Of the biological i wathc diversity of each group of makrozoobentos and their abundance. I then compared the results with the values from the previous years, and assessed the gradual development of these aquatic communities.

El objetivo de esta tesis es estudiar el efecto del enriquecimiento por materia orgánica producida por el cultivo de peces en el mar y por los vertidos de petróleo en el medio marino. Este trabajo intenta explicar las consecuencias ecológicas de los impactos generados por este tipo de contaminación, y en diseñar de test de toxicidad para evaluar la contaminación en el sur de las costas europeas. Específicamente, en relación con el impacto de la acuicultura, los estudios de recuperación durante la Apertura de peces bentónicos de reducción de piscicultura marina, el papel de la depredación en el sistema bentónico dispersión de los residuos y los vínculos horizontales y verticales con un impacto bentónico. / The aim of this thesis is to study the effect of organic matter enrichment produced by marinefinfish farming and oil spills on the marine environment. This work is focused on elucidating theecological consequences of the impact generated by this type of pollution, and on designingtoxictity tests to evaluate pollution for southern European coasts. Specifically, related with aquaculture impact, it studies benthic recovery during open sea fish farming abatement, the role of predation in the benthic system and links horizontal and vertical waste dispersion with benthic impact.