Alger og næringsstoffer – de små alger er fundamentet for livet i havet

I denne undersøgelse dyrker du mikroalger i vand og undersøger, om algevæksten er afhængig af mængden af næringsstoffer i vandet. Aktiviteten er bedst at udføre i perioden april-oktober, med mindre man har adgang til et akvarie.

 

Overblik over undersøgelsen:

	Hvad?	Aktivitetstype	Tid
Aktivitet 1	Dyrkning af alger  Find selv alger i naturen eller i et akvarie	Forberedelse, modellering	45 min. Varighed 4 uger
Aktivitet 2	Påvisning af algevækst ved hjælp af filtrering	Undersøgelse	60-90 min.
Aktivitet 3	Arbejdsspørgsmål og opgaver	Perspektivering	15 min.
Ekstra aktivitet 4	Påvisning af algevækst ved hjælp af tællekammer	Undersøgelse	90 min.

 

 

Du kan finde flere idéer til, hvordan du kan udvide undersøgelsen nederst på siden.

 

 

 

 

1. Dyrkning af alger

Vælg algekultur

Du dyrker alger ved at starte med et lille antal alger – en såkaldt startkultur eller algekultur – som over tid formerer sig til et større antal alger. Du kan f.eks. finde din algekultur ved at hente vand fra en sø, en dam, et akvarie eller fra havet.

Find alger 

Tag ud til havet, fjorden eller en sø, eller find et akvarie der ikke har været renset i et stykke tid og saml alger fra vandet.

• Fyld en spand med vand fra havet eller søen. Hvis det er et akvarie, så skrab alger af glasset og tilfør det vand som du også henter fra akvariet. Så vokser algerne bedst. 

• Hæld vandet gennem et kaffefilter eller et slidt viskestykke over i en anden spand for at fjerne eventuelle tangrester, vandlopper mm. Nogle af mikroalgerne er så små, at de vil passere gennem kaffefilteret/viskestykket.

• Sæt tragten i en af flaskerne og hæld 500 ml af det filtrerede vand over i flasken. Gentag med de fire andre flasker. Du har nu lavet din egen algekultur baseret på de typer af alger, der naturligt findes på din lokalitet.

• Når du kommer hjem, bruger du pennen til at navngive fire af flaskerne med A, B, C og D.

• Fra den femte flaske hælder du 2x50 ml over i 2 målebægre. Sæt målebægrene til side til senere. Resten af den femte flaskes indhold skal ikke bruges.

Tilsæt gødning ved hjælp af en fortyndingsrække

Du skal tilsætte gødning til flaskerne, som angivet i Tabel 1. Når du er færdig med en flaske, skruer du låget godt fast og stiller den væk.

• Flaske D stiller du væk med det samme. D er din såkaldte kontrolflaske, som kun har de næringsstoffer, der findes i naturligt i vandet. Til flaske A tilsætter du 5 ml flydende gødning.  

• Til flaske B og C laver du en fortyndingsrække:  
  • Find de to målebægre med 50 ml algevand, som du satte til side tidligere.  
  • Tilsæt 5 ml gødning til bæger nr. 1. Rør grundigt rundt.  
  • Tilsæt nu 5 ml væske fra bæger nr. 1 til flaske B.
  • Tilsæt derefter 5 ml væske fra bæger nr. 1 til bæger nr. 2. Rør grundigt rundt.
  • Tilsæt til sidst 5 ml væske fra bæger nr. 2 til flaske C.

Gødningen, du har tilsat, skal repræsentere de næringsstoffer, som findes i havvand og søer, og som alger bruger til at vokse og formere sig. Det er især kvælstof (N), fosfor (P) og jernsalte, der er vigtige for algernes vækst.

Vent på at algerne vokser og formerer sig

• Sæt flaskerne et lyst sted, f.eks. i vindueskarmen eller under et plantelys. Det er vigtigt at alle flasker får lige meget lys.

• Tag gerne et billede af flaskerne (på en hvid baggrund) da du senere skal vurdere, om vandet skifter farve. 

• Vend flaskerne på hovedet og tilbage til normalpositionen dagligt.. Du skal også åbne låget og forsigtigt ånde gennem et sugerør ned i flasken, så der kommer frisk CO2 til algerne. Dette gør at deres vækst ikke bliver begrænset af mangel på CO2 i den lukkede flaske.

• Lad flaskerne stå i ca. 2 uger, eller indtil du kan se et svagt grønt skær i vandet i mindst en af flaskerne.

 

2. Påvisning af algevækst ved hjælp af filtrering

Farve som mål for algevækst

Når vandet i flaskerne har et svagt grønt skær, er du klar til at påvise algevækst og undersøge, om algernes formering og vækst er afhængig af mængden af næringsstoffer.  

Vi antager, at vandets farve er et mål for, hvor mange alger der findes i vandet. Det kan dog være svært at sammenligne de lyse nuancer på de fire flasker, hvis forholdet mellem vand og alger er højt. Derfor skal du nu filtrere vandet fra, så du kun har alger tilbage.

Filtrér vandet fra

Ryst de fire flasker forsigtigt og hæld 100 ml fra hver flaske over i hver sin målecylinder. Markér henholdsvis A, B, C og D på cylinderne, så det stemmer overens med den flaske vandet kom fra.

• Fold filtrene to gange hen over midten. Åbn den ene ”lomme” i filteret så du får et lille kræmmerhus. Markér henholdsvis A, B, C og D på kanten af filtrene med en vandfast pen eller kuglepen.

• Læg filtrene i hver sin tragt, som står oveni hver sin kolbe til at samle vandet.

• Du skal langsomt og etapevis hælde 100 ml algevand fra A, B, C og D gennem hvert sit filter. Dette vil tage noget tid. Du opnår det bedste resultat, hvis du hælder så lidt vand som muligt i ad gangen, så algerne ligger samlet i bunden af filteret.

• Spørgsmål: Hvordan forventer du, farven vil være på de fire filtre?

Dine observationer

• Er der farveforskel på filtrene? Sortér filtrene fra mørk til lys – hvis muligt. Du kan eventuelt bruge en pincet til at tage filtrene ud af tragten og folde dem ud. Brug farvekategorierne i Tabel 1 til at sætte ord på hvad for en farvenuance, du synes, filtrene har. 

• Tilføj din farvevurdering af A, B, D og D til Figur 1, der viser farven som funktion af gødningen (ml). Figuren har en logaritmisk x-akse, hvor hvert interval på aksen stiger med faktor 10. Den logaritmiske akse er velegnet til at plotte dine data, fordi volumenet af gødning jo også stiger med faktor 10 mellem C, B og A. 

• Spørgsmål: Er der en sammenhæng mellem filtrenes farve (altså mængden af alger) og mængden af næringsstoffer? 

• Spørgsmål: Er dine observationer som forventet? 

• Spørgsmål: Har algerne brug for andet end næringsstoffer? Hvad tror du, ville ske, hvis flaskerne havde stået i mørke?

  

 

Tabel 1. - Download Tabel 1 og 2 her

Flaske	Volumen gødning (ml)	Beskriv filterets farve: Mørk / Medium / Lys / Meget lys / Ingen farve
A	5
B	0,5
C	0,05
D	0

 

Figur 1. - Download Figur 1 og 2 her

  

Ovenover har du brugt din egen vurdering af filtrenes farve til at undersøge sammenhængen mellem algevækst og næringsstoffer, uden at måle eller sætte tal på. 

I trin 4 af undersøgelsen får du mulighed for at tælle, hvor mange alger, der er i prøverne. 

3. Arbejdsspørgsmål og opgaver 

• Lav en skitse af et økosystem i havet fra Grønland. Start med de laveste led i fødekæden, og sæt alle de typer af dyr og alger ind som I kan komme på eller finde frem til.
  • Hvem spiser hvem?
  • Hvad er algernes rolle?
  • Hvad er bakteriernes rolle?

• Hvilke konsekvenser vil det have for f.eks. et Grønlandsk fjord-økosystem, hvis næringsstofferne ikke er tilstede i de øverste vandlag, men masser af sollys til at mikroalger kan lave fotosyntese?

• Hvis du også har lavet undersøgelsen: "Når smeltevandet lægger låg på fjorden", kan du diskutere, hvordan ændringer i gletsjerafsmeltning kan påvirke økosystemet i en Grønlandsk fjord. Hvorfor er denne type undersøgelser relevant i klima-sammenhæng? 

4. Ekstra: Påvisning af algevækst ved hjælp tællekammer

Hvis I ikke har et tællekammer på skolen, kan I prøve at høre jeres lokale gymnasium eller CFU, om de har et tællekammer I kan låne.

Hvor mange alger er der i dine flasker? Det ville være et kæmpe arbejde – hvis ikke umuligt – hvis du skulle tælle alle alger i dine flasker. Heldigvis findes der en nemmere metode, hvor du kan nøjes med at tælle algerne i en lille brøkdel af en dråbe. Når du har fundet antallet af alger i den lille prøve, kan du gange antallet op til flaskens fulde volumen, fordi du antager, at der er lige mange alger overalt i flasken. Du antager med andre ord, at koncentrationen af alger i din prøve er den samme som i resten af flasken. 

Du skal bruge et mikroskop og et såkaldt tællekammer for at tælle algerne i din prøve. Et tællekammer er et slags objektglas med plads til et par dråber af dit algevand. Algevandet lægger sig i et fladt hulrum mellem tællekammeret og et dækglas, som du har lagt ovenpå (se skitse).  

Når du tæller algerne, bliver du hjulpet af nogle fine streger, der er ridset ind i tællekammeret. Stregerne står vinkelret på hinanden og danner et netværk af kvadrater – et kvadratnet. Du tæller algerne i tre udvalgte kvadrater. Det smarte er, at arealet af kvadraterne er kendt. Det samme gælder for dybden af hulrummet mellem dækglasset og tællekammeret. Du kan dermed beregne volumenet af den mini-prøve, du har talt alger i. Til sidst kan du gange op til flaskens fulde volumen. 

Klargør dit tællekammer

Start med at finde, hvor kvadratnettet er placeret på dit tællekammer. Oftest er der to kvadratnet. Vend og drej tællekammeret i hånden indtil du kan se et ”kors” af meget fine, tynde streger i overfladen af glasset. 

Læg tællekammeret på bordet og læg et dækglas ovenpå.

• Vælg en af de fire flasker og ryst den. Brug en pipette til at suge en lille mængde algevand op fra flasken og dryp en dråbe langs dækglassets kant. Vandet vil nu fordele sig i det lille hulrum, der er mellem tællekammeret og dækglasset. Tjek, at der ikke er luftlommer. Tilsæt mere algevand eller klem forsigtigt på dækglasset, hvis du kan se luft.

Mikroskopering - har du set en alge gennem et mikroskop før?

• Læg tællekammeret på prøvebordet, som er den flade plade på mikroskopet. Justér prøvebordet så lysstrålen rammer det område, hvor du tidligere så kvadratnettet. Start med objektivet med den mindste forstørrelse. Kig ind i mikroskopet. Justér prøvebordets højde indtil du kan se, at kvadratnettet kommer i fokus. Det kan være en hjælp at øge kontrasten ved at lukke den såkaldte irisblænde, som du finder neden under prøvebordet. Når du lukker irisblænden, kommer der mindre lys gennem din prøve og kontrasten bliver kraftigere. Når du har fundet kvadratnettet kan du skifte til et objektiv med en større forstørrelse for nemmere at kunne se algerne. Fokusér igen, hvis nødvendigt. Vær forsigtig, når du går op i forstørrelse, fordi et tællekammer er tykkere end et almindeligt objektglas. 

• Vælg 3 kvadrater af samme størrelse, tæl antallet af alger i hver af dem og skriv antallet i Tabel 2. Hvis en alge ligger oven på en linje mellem to kvadrater, skal du kun tælle de alger, der ligger på to af de fire linjer omkring kvadratet, for ellers vil disse alger fejlagtigt tælle med i to kvadrater. Lav derfor en regel om, at – hvis en alge ligger på en linje – så tæller du kun de alger, der ligger på eksempelvis venstre linje og toplinjen af dit valgte kvadrat.

• Lav en hurtig skitse over hvilke kvadrater, du har valgt. Du skal vælge de samme kvadrater for de næste tre flasker.

• Brug dine tre optællinger til at beregne et gennemsnit for, hvor mange alger der er pr. kvadrat. Indsæt gennemsnittet i Tabel 2.

• Brug gennemsnittet til at beregne antallet af alger pr. milliliter (ml) algevand, altså koncentrationen (C) af alger i din prøve.
  • Formelen for koncentration er her C = n/V, hvor n er antal alger og V er volumen. Du skal altså først finde voluminet ved at bruge formelen V = Areal x Dybde, og ved at indsætte arealet (A) og dybden (D), der gælder for lige dit tællekammer.
    • Eksempel: Lad os antage, at siderne i kvadratet er 0,05 mm, dybden i hulrummet er 0,01 mm og at du talte 10 alger i gennemsnit pr. kvadrat.

A = 0,05 mm x 0,05 mm = 0,0025 mm2 
V = 0,0025 mm2 x 0,01 mm = 0,000025 mm3 
Du fandt altså 10 alger i et volumen på 0,000025 mm3. 
Men hvor mange alger er der i 1 ml? For at omregne fra mm3 til ml kan vi anvende, at 1 ml = 1000 mm3. 
Vi får, at koncentration er C = 10 alger x (1000 / 0,000025) ml = 400.000.000 alger/ml = 4x108 alger/ml. (400 millioner alger per milliliter)

Indsæt koncentrationen C i Tabel 2. 

• Skyl tællekammeret i ætanol, lad det tørre og gentag med de tre andre flasker.
   

Tabel 2. - Download Tabel 1 og 2 her

Flaske	Antal alger i kvadrat nr. 1	Antal alger i kvadrat nr. 2	Antal alger i kvadrat nr. 3	Gennemsnitligt antal alger pr. kvadrat	Koncentration (antal alger/ml)
A
B
C
D

Dine resultater

• Tilføj koncentrationen af A, B, C og D til Figur 2, der viser koncentrationen af alger som funktion af volumen gødning.

• Spørgsmål: Er der en sammenhæng mellem koncentrationen af alger og mængden af næringsstoffer?  

• Spørgsmål: Er dine observationer som forventet? Begrund dit svar. 

• Spørgsmål: Sammenlign dine kvantitative resultater (antallet af alger) med dine kvalitative resultater (farvevurderingen). Var antagelsen om at farven er et mål for antallet af alger en rimelig antagelse? 

• Spørgsmål: Beregn det totale antal alger i hver flaske ved at bruge koncentrationen af alger i flasken.
  • Du kan bruge samme formel som tidligere: C = n/V, hvor du løser for n.
    • Eksempel: Vi har at C = 400.000.000 alger/ml og V = 500 ml. Antallet af alger i din flaske bliver n = 400.000.000 alger/ml x 500 ml = 2x1011 alger. (200 millarder alger)

Figur 2.  - Download Figur 1 og 2 her

5. Idéer til videre undersøgelser

• Du kan bruge appen Colorpicker til at få et mål på farverne, som et supplement til din egne kvalitative farvevurdering. Du kan blive inspireret til, hvordan du bruger appen ved at se en øvelse vi har lavet til Grundvandet.ku.dk.

• Du kan tage daglige billeder af flaskerne og lave en time-lapse over farveændringen. Kender du et software, hvor du kan bruge pixelværdierne til farvebestemmelse? Vær opmærksom på, at farveændringen er meget svag.

• Kan du designe en undersøgelse, hvor du tester, om der er en grænse for, hvornår gødningen ikke længere understøtter algevækst, men i stedet bliver giftigt for algerne?  

• Hvis det er muligt og I har råd, så kan man købe en færdig algekultur, som man kan starte med, i stedet for at finde den selv. Det er f.eks. muligt at skaffe grønalgen Dunaliella tertiolecta, som lever i saltvand. 

Undersøgelsen er udviklet af Inger K. Seierstad og Torben Ingerslev Roug ved Cirkus Naturligvis, Københavns Universitet i tæt samarbejde med Thomas Juul Pedersen ved Grønlands Naturinstitut. Novo Nordisk Fonden har bidraget til finansieringen.