Title (deu)
Die Entwicklung der benthischen Foraminiferenfauna im südlichen Mittelmeer vor Israel nach der Öffnung des Suez-Kanals
Parallel title (eng)
The recent foraminifera on the coast of Israel (Levantine Sea)
their progression and the occurrence of invasive species
Author
Gloria Fiona Medea Quell
Advisor
Petra Heinz
Assessor
Petra Heinz
Abstract (deu)
Zahlreiche Studien belegen, dass durch den Bau des Suez-Kanals im Jahr
1869, eine Einwanderung von Organismen aus dem Roten Meer in das Mittelmeer
möglich wurde. Die klimatischen Veränderungen, hervorgerufen
durch die globale Erderwärmung, begünstigen diesen Faunenaustausch
heutzutage zusätzlich. Auch Foraminiferen sind unter diesen einwandernden
Organismen. Untersuchungen über die Ausbreitung und Etablierung
von Lessepsschen Foraminiferen sind jedoch erst in den vergangenen Jahren
aufgekommen. Es zeigte sich, dass die Einwanderung lessepsscher Arten
ein fortlaufender Prozess ist. Der rezente Abschnitt dieses Prozesses
soll in der hier vorliegenden Arbeit untersucht werden. Hierzu wurde ein
Sedimentkern von der Israelischen Küste, nahe der Haifa Bay, aus 40 m
Wassertiefe untersucht. Der Kern wurde in etwa 1 cm dicke Abschnitte unterteilt
(Layer). Die „jüngere“ Hälfte dieses Kerns (Layer 30 – Layer 1) war
hierbei der Abschnitt von Interesse, bei dem die Faunenzusammensetzung
der benthischen Foraminiferen und ihr Zusammenhang mit dem einbettenden
Sediment analysiert werden sollte. In grober Auflösung (nur jeder 5.
Layer wurde untersucht), sollte ein Überblick über den aktuellen Stand des
Einwanderungsprozesses gegeben werden. Hierfür wurde die gesamte Foraminiferenzusammensetzung
untersucht (lebend und tot), bis zu einer
Korngröße von > 63 μm. Die Parameter, die analysiert wurden, waren: Die
Artenzahl pro Layer, die Anzahl an Individuen pro Layer, die Diversitätsindizes
Dominanz, Evenness und der Shanon Index pro Layer sowie die Korngröße
des Sediments. Das Ergebnis dieser Untersuchungen zeigte eine natürliche
Veränderung der Faunenzusammensetzung, die signifikant durch
die Veränderungen in den Korngrößenfraktionen des Sediments beeinflusst
wird. Die Veränderungen in der Individuenzahl wurde durch Schwankungen
in der Nährstoffverfügbarkeit erklärt. Es wurden insgesamt 156 Arten in
dem hier untersuchten Kernabschnitt gefunden. Die Artenzahl schwankte
stark und hat ihr Maximum mit knapp 100 Arten/10 g Sediment bei Layer
100
1, dem rezentesten Teil des Kerns. Hier wurden auch die meisten nicht heimischen
Arten gefunden. Diese waren: Amphistegina lobifera, Haddonia
sp., Nodopthalmidium antillarum, Hauerina diversa, Heterostegina depressa,
Pyrgo denticulata, Pararotalia calcaiformata, Pararotalia sp., Pseudomassilina
australis und Edentostomina cultrata. Nicht heimische Arten
kommen von Layer 1 bis Layer 25 vor, wobei sie zwischen Layer 1 und
Layer 10 ihre maximalen Abundanzen erreichen. Die Lessepsschen Einwanderer
sind in keinem Layer dominant, man kann also in der Wassertiefe
von 40 m, nahe der Haifa Bay, noch nicht von einer Verdrängung heimischer
Arten sprechen. Die Artenzahl insgesamt hat einen steigenden Trend
mit zunehmend jüngeren Schichten. Die Individuenzahl schwankt stärker
und lässt keinen Trend erkennen. Ihr Maximum hat sie bei Layer 20 mit ungefähr
8000 Individuen/10 g Sediment. Die Dominanz zeigt eine Faunenzusammensetzung
mit vielen seltenen und wenig dominanten Arten. Sie
schwankt zwischen 0,005 und 0,24. Die Evenness hat einen Durchschnittswert
von 0,38 und der Shannon Index von 3,5 und zeigt dadurch eine diverse
Fauna an. Die Ergebnisse der Diversitätsindizes sind mit denen anderer
Studien vergleichbar. Das Verhältnis zwischen den Großgruppen
Sandschalern, Porzellanschalern und Kalkschalern zeigt eine Zunahme der
Porzellanschaler hin zu den „jüngsten“ Layern des Kerns, was sich mit den
Beobachtungen anderer Studien deckt und vermutlich mit steigenden Temperaturen
und dem Salzgehalt des Mittelmeers zusammenhängt.
Da vor der Fertigstellung dieser Arbeit noch keine Datierung der Sedimente
vorlag, ist es nicht möglich, die starken Schwankungen in der Zusammensetzung
der Sedimentkorngrößen zu erklären. Die Möglichkeit des Einflusses
des Assuan Staudamms auf Sedimentablagerungen des Nil kann
ohne Datierung nicht überprüft werden. Fest steht aber, dass die Veränderungen
des Sediments den größten messbaren Einfluss auf die Foraminiferenzusammensetzung
des untersuchten Kerns hat.
Abstract (eng)
Numerous studies have shown that the construction of the Suez Canal in
1869 made it possible for multiple kinds of organisms to immigrate from
the Red Sea to the Mediterranean Sea. The climatic changes in the
Mediterranean Sea, caused by global warming, increase this exchange of
fauna additionally. Foraminifera are among those immigrating groups. Only
few studies have been conducted so far on the spread and establishment
of Lessepsian foraminifera, and the ones that were published don´t reach
further than the last decade. However, it has already been shown that the
immigration process of foraminifera is already far advanced. The aim of
this work is to examine the recent stage of this ongoing process. For this
purpose, a sediment core from the Israeli coast, near Haifa Bay, was analysed.
The core was taken from a water depth of 40 m and divided into approximately
1 cm thick sections (layers). The “more recent” half of this
core (layer 30 - layer 1) has been the focus of this master thesis. The faunal
composition of the benthic foraminifera community and their correlation
with the embedding sediment was analyzed. An overview of the current
status of the immigration process was achieved by analyzing the most
recent layers in a low resolution (only every 5th layeLongsore sand transport
estimates along the Mediterranean coast of Israel in the Holocener
was examined). The entire composition of the foraminifera community was
examined (living and dead), up to a grain size of >63 μm. In order to describe
the discovered community, the following parameter were analysed:
the number of species per layer, the number of individuals per layer, the
diversity indices dominance, evenness and the Shanon index per layer, in
addition to the grain size of the sediment. The results of these investigations
showed a natural change in the fauna composition, which is significantly
influenced by the changes in the grain size fractions of the sediment.
The changes in the number of individuals were explained by fluctuations
in nutrient availability. A total of 156 species was found in the
“younger part” of the core. The number of species fluctuates strongly and
has its maximum at layer 1 with almost 100 species / 10 g sediment, in
the most recent part of the core. None-native species were also most
102
abundant in this layer. The found non-native species were: Amphistegina
lobifera, Haddonia sp., Nodopthalmidium antillarum, Hauerina diversa,
Heterostegina depressa, Pyrgo denticulata, Pararotalia calcaiformata,
Pararotalia sp., Pseudomassilina australis and Edentostomina cultrata.
Non-native species occur from Layer 1 to Layer 25, with their maximum
abundance between Layer 1 and Layer 10. The Lesseps´ immigrants are
not dominant in any layer, which suggests that, in respect to the water
depth and the location, no replacement of native taxa happened yet. The
total number of species shows an increasing trend to younger layers. The
number of individuals fluctuates more and shows no trend. It has its maximum
at layer 20 with about 8000 individuals / 10 g sediment. The dominance
shows a faunal composition with many rare and less dominant
species. It fluctuates between 0.005 and 0.24. The Evenness has an average
value of 0.38 and the Shannon Index of 3.5 and thus indicates a diverse
fauna. The results of the diversity indices are comparable to those of
other studies. The relationship between the major groups of agglutinated
foraminifera, porcelainous foraminifera and hyaline foramininfera show an
increase in porcelain tested foraminifera towards the "youngest" layers of
the core, which is in line with the observations of other studies that show
that the temperature and the salt concentration of the Mediterranean Sea
increases. It is not possible to explain the strong fluctuations in the composition
of the sediment grain sizes, since the sediments were not dated before
the completion of this work. The possibility of the influence of the
Aswan Dam on sedimentary deposits of the Nile cannot be verified without
dating. However, what is certain, is that the changes in the sediment have
the greatest measurable influence on the composition of the foraminifera
of the examined core.
Keywords (eng)
ForaminiferaSuez CanalLessepsian invasionMediterranean SeaRed SeaLevantine Seainvasive species
Keywords (deu)
ForaminiferenSuez-KanalLessepsche InvasionMittelmeerRotes MeerLevantinisches Meerinvasive Arten
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1398946
rdau:P60550 (deu)
103 Seiten, 19 ungezählte Seiten : Illustrationen
Number of pages
122
Study plan
Masterstudium Erdwissenschaften
[UA]
[066]
[815]
Association (deu)
Title (deu)
Die Entwicklung der benthischen Foraminiferenfauna im südlichen Mittelmeer vor Israel nach der Öffnung des Suez-Kanals
Parallel title (eng)
The recent foraminifera on the coast of Israel (Levantine Sea)
their progression and the occurrence of invasive species
Author
Gloria Fiona Medea Quell
Abstract (deu)
Zahlreiche Studien belegen, dass durch den Bau des Suez-Kanals im Jahr
1869, eine Einwanderung von Organismen aus dem Roten Meer in das Mittelmeer
möglich wurde. Die klimatischen Veränderungen, hervorgerufen
durch die globale Erderwärmung, begünstigen diesen Faunenaustausch
heutzutage zusätzlich. Auch Foraminiferen sind unter diesen einwandernden
Organismen. Untersuchungen über die Ausbreitung und Etablierung
von Lessepsschen Foraminiferen sind jedoch erst in den vergangenen Jahren
aufgekommen. Es zeigte sich, dass die Einwanderung lessepsscher Arten
ein fortlaufender Prozess ist. Der rezente Abschnitt dieses Prozesses
soll in der hier vorliegenden Arbeit untersucht werden. Hierzu wurde ein
Sedimentkern von der Israelischen Küste, nahe der Haifa Bay, aus 40 m
Wassertiefe untersucht. Der Kern wurde in etwa 1 cm dicke Abschnitte unterteilt
(Layer). Die „jüngere“ Hälfte dieses Kerns (Layer 30 – Layer 1) war
hierbei der Abschnitt von Interesse, bei dem die Faunenzusammensetzung
der benthischen Foraminiferen und ihr Zusammenhang mit dem einbettenden
Sediment analysiert werden sollte. In grober Auflösung (nur jeder 5.
Layer wurde untersucht), sollte ein Überblick über den aktuellen Stand des
Einwanderungsprozesses gegeben werden. Hierfür wurde die gesamte Foraminiferenzusammensetzung
untersucht (lebend und tot), bis zu einer
Korngröße von > 63 μm. Die Parameter, die analysiert wurden, waren: Die
Artenzahl pro Layer, die Anzahl an Individuen pro Layer, die Diversitätsindizes
Dominanz, Evenness und der Shanon Index pro Layer sowie die Korngröße
des Sediments. Das Ergebnis dieser Untersuchungen zeigte eine natürliche
Veränderung der Faunenzusammensetzung, die signifikant durch
die Veränderungen in den Korngrößenfraktionen des Sediments beeinflusst
wird. Die Veränderungen in der Individuenzahl wurde durch Schwankungen
in der Nährstoffverfügbarkeit erklärt. Es wurden insgesamt 156 Arten in
dem hier untersuchten Kernabschnitt gefunden. Die Artenzahl schwankte
stark und hat ihr Maximum mit knapp 100 Arten/10 g Sediment bei Layer
100
1, dem rezentesten Teil des Kerns. Hier wurden auch die meisten nicht heimischen
Arten gefunden. Diese waren: Amphistegina lobifera, Haddonia
sp., Nodopthalmidium antillarum, Hauerina diversa, Heterostegina depressa,
Pyrgo denticulata, Pararotalia calcaiformata, Pararotalia sp., Pseudomassilina
australis und Edentostomina cultrata. Nicht heimische Arten
kommen von Layer 1 bis Layer 25 vor, wobei sie zwischen Layer 1 und
Layer 10 ihre maximalen Abundanzen erreichen. Die Lessepsschen Einwanderer
sind in keinem Layer dominant, man kann also in der Wassertiefe
von 40 m, nahe der Haifa Bay, noch nicht von einer Verdrängung heimischer
Arten sprechen. Die Artenzahl insgesamt hat einen steigenden Trend
mit zunehmend jüngeren Schichten. Die Individuenzahl schwankt stärker
und lässt keinen Trend erkennen. Ihr Maximum hat sie bei Layer 20 mit ungefähr
8000 Individuen/10 g Sediment. Die Dominanz zeigt eine Faunenzusammensetzung
mit vielen seltenen und wenig dominanten Arten. Sie
schwankt zwischen 0,005 und 0,24. Die Evenness hat einen Durchschnittswert
von 0,38 und der Shannon Index von 3,5 und zeigt dadurch eine diverse
Fauna an. Die Ergebnisse der Diversitätsindizes sind mit denen anderer
Studien vergleichbar. Das Verhältnis zwischen den Großgruppen
Sandschalern, Porzellanschalern und Kalkschalern zeigt eine Zunahme der
Porzellanschaler hin zu den „jüngsten“ Layern des Kerns, was sich mit den
Beobachtungen anderer Studien deckt und vermutlich mit steigenden Temperaturen
und dem Salzgehalt des Mittelmeers zusammenhängt.
Da vor der Fertigstellung dieser Arbeit noch keine Datierung der Sedimente
vorlag, ist es nicht möglich, die starken Schwankungen in der Zusammensetzung
der Sedimentkorngrößen zu erklären. Die Möglichkeit des Einflusses
des Assuan Staudamms auf Sedimentablagerungen des Nil kann
ohne Datierung nicht überprüft werden. Fest steht aber, dass die Veränderungen
des Sediments den größten messbaren Einfluss auf die Foraminiferenzusammensetzung
des untersuchten Kerns hat.
Abstract (eng)
Numerous studies have shown that the construction of the Suez Canal in
1869 made it possible for multiple kinds of organisms to immigrate from
the Red Sea to the Mediterranean Sea. The climatic changes in the
Mediterranean Sea, caused by global warming, increase this exchange of
fauna additionally. Foraminifera are among those immigrating groups. Only
few studies have been conducted so far on the spread and establishment
of Lessepsian foraminifera, and the ones that were published don´t reach
further than the last decade. However, it has already been shown that the
immigration process of foraminifera is already far advanced. The aim of
this work is to examine the recent stage of this ongoing process. For this
purpose, a sediment core from the Israeli coast, near Haifa Bay, was analysed.
The core was taken from a water depth of 40 m and divided into approximately
1 cm thick sections (layers). The “more recent” half of this
core (layer 30 - layer 1) has been the focus of this master thesis. The faunal
composition of the benthic foraminifera community and their correlation
with the embedding sediment was analyzed. An overview of the current
status of the immigration process was achieved by analyzing the most
recent layers in a low resolution (only every 5th layeLongsore sand transport
estimates along the Mediterranean coast of Israel in the Holocener
was examined). The entire composition of the foraminifera community was
examined (living and dead), up to a grain size of >63 μm. In order to describe
the discovered community, the following parameter were analysed:
the number of species per layer, the number of individuals per layer, the
diversity indices dominance, evenness and the Shanon index per layer, in
addition to the grain size of the sediment. The results of these investigations
showed a natural change in the fauna composition, which is significantly
influenced by the changes in the grain size fractions of the sediment.
The changes in the number of individuals were explained by fluctuations
in nutrient availability. A total of 156 species was found in the
“younger part” of the core. The number of species fluctuates strongly and
has its maximum at layer 1 with almost 100 species / 10 g sediment, in
the most recent part of the core. None-native species were also most
102
abundant in this layer. The found non-native species were: Amphistegina
lobifera, Haddonia sp., Nodopthalmidium antillarum, Hauerina diversa,
Heterostegina depressa, Pyrgo denticulata, Pararotalia calcaiformata,
Pararotalia sp., Pseudomassilina australis and Edentostomina cultrata.
Non-native species occur from Layer 1 to Layer 25, with their maximum
abundance between Layer 1 and Layer 10. The Lesseps´ immigrants are
not dominant in any layer, which suggests that, in respect to the water
depth and the location, no replacement of native taxa happened yet. The
total number of species shows an increasing trend to younger layers. The
number of individuals fluctuates more and shows no trend. It has its maximum
at layer 20 with about 8000 individuals / 10 g sediment. The dominance
shows a faunal composition with many rare and less dominant
species. It fluctuates between 0.005 and 0.24. The Evenness has an average
value of 0.38 and the Shannon Index of 3.5 and thus indicates a diverse
fauna. The results of the diversity indices are comparable to those of
other studies. The relationship between the major groups of agglutinated
foraminifera, porcelainous foraminifera and hyaline foramininfera show an
increase in porcelain tested foraminifera towards the "youngest" layers of
the core, which is in line with the observations of other studies that show
that the temperature and the salt concentration of the Mediterranean Sea
increases. It is not possible to explain the strong fluctuations in the composition
of the sediment grain sizes, since the sediments were not dated before
the completion of this work. The possibility of the influence of the
Aswan Dam on sedimentary deposits of the Nile cannot be verified without
dating. However, what is certain, is that the changes in the sediment have
the greatest measurable influence on the composition of the foraminifera
of the examined core.
Keywords (eng)
ForaminiferaSuez CanalLessepsian invasionMediterranean SeaRed SeaLevantine Seainvasive species
Keywords (deu)
ForaminiferenSuez-KanalLessepsche InvasionMittelmeerRotes MeerLevantinisches Meerinvasive Arten
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
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