Rapp. Comm. int. Mer Médit., 37,2004

283

DIEL DYNAMICS IN VIRIOPLANKTON ACTIVITY

Verónica Parada*, Eva Sintes and Gerhard Herndl

Department of Biological Oceanography, Netherlands Institute for Sea Research (NIOZ), 

P.O.Box 59, 1790 AB Den Burg, Texel, The Netherlands - * vparada@nioz.nl

Abstract

Changes in resources availability can in?uence the production of bacteria at a diel scale and might consequently also generate short-term

modifications in viral lysis rates. We examined the diel changes of viral production every 4-8 h in relation to bacteria activity in three water

masses of the North Sea during July 2003. Viral activity was highest at all stations during dawn, ranging from 7.7x10

5 

ml

-1 

h

-1

to 55.1x10

5

ml

-1 

h

-1

but did not follow the dynamics in bacterial production. The results indicate that viral lysis does not exhibit pronounced diel

dynamics in the North Sea.

Key words: viral production, bacterial growth rate, diel cycle

Introduction

Recognition of viruses as the most abundant component of aquatic

microbial communities has generated scientific interest focusing on

their impact on the dynamics of host communities. Diel patterns in

planktonic activity might be re?ected in associated dynamics of the

respective viral component, however, this has not be investigated yet

[1, 2]. While bacterioplankton abundance and biomass remain usually

fairly stable, their activity changes at a scale of hours [3, 4]. As viral

production depends on bacterial activity, we hypothesized that diel

dynamics in bacterial production should be re?ected in short-term

changes of viral lysis.

Materials and Methods

We sampled surface waters of the North Sea at three drifting

stations during summer (July 2003) every 4-8 h for a total period of

28-48 h. Viral production was estimated using the virus-dilution

approach [5, 6]. Bacterial activity was measured via [

14

C]-leucine

incorporation. Bacterial and viral abundance was determined in

duplicate by ?ow cytometry.

Results and conclusion

Viral abundance averaged 21x10

7

ml

-1

at the southern station,

10x10

7

ml

-1

at the central station and 8x10

7 

ml

-1

at the northern

station of the North Sea. Viral abundance displayed short-term

oscillations but not a diel trend. Viral production ranged from 1.8x10

4

to 5.5x10

6

ml

-1 

h

-1 

at the southern station (Fig. 1), from 7.7x10

3

to

1.0x10

6 

ml

-1 

h

-1 

at the central station (Fig. 2) and from 6.4x10

4

to

3.3x10

5

ml

-1 

h

-1 

at the northern station. The highest values of viral

lysis were recorded around dawn in all the stations. 

The range of bacterial abundance and activity, respectively, was

5.9x10

5 

ml

-1 

and 0.94 -3.1 nmol Leu l

-1

d

-1 

at the southern station,

4.6x10

5

ml

-1 

and0.13-1.63 nmol Leu l

-1

d

-1

at the central station and

3.0x10

5 

ml

-1 

and 0.85-1.33 nmol Leu l

-1

d

-1 

at the northern station.

Bacterial activity was slightly lower during the night in all the

stations. Bacterial growth rate was 0.11-0.46 d

-1 

at the southern

station (Fig.1), 0.06-0.24 d

-1

at the central station and 0.20-0.34 d

-1 

at

the northern station.

Pronounced diel dynamics in the viral activity were not detectable,

probably due to the low diel dynamics in bacterial activity in the

mesotrophic North Sea. More pronounced diel patterns in

bacterioplankton growth has been reported for oligotrophic systems

such as the Mediterranean Sea.

Fig. 1. Dynamics of bacterial growth rates (triangles) and viral

production (circles) at the Southern Station of the North Sea.

Fig. 2. Dynamics of virus like particles (VLP, circles) and heterotrophic

bacterial (HB) abundance during incubation of water from 13:15 h at the

Central station.

References

1-Suttle, C.A., 1994. The significance of viruses to mortality in aquatic

microbial communities. Microb. Ecol., 28: 237-243.

2-Wommack, K.E. and Colwell, R.R., 2000. Virioplankton: viruses in

aquatic ecosystems. Microbiol. Mol. BioI. Rev., 64: 52 69-114.

3-Lenski, R.E., 1988. Dynamics of interactions between bacteria and

virulent bacteriophage. Adv. Microb. Ecol., 10: 1-44.

4-Steward GF, Wikner J, Cochlan WP, Smith DC, Azam F., 1992.

Estimation of virus production in the sea: 2. Field results. Marine

Microbial Food Webs, 6:79-90.

5-Wilhelm, S.W. and Suttle, C.A., 1999. Viruses and nutrient cycles in

the Sea. Bioscience, 49: 781-788.

6-Weinbauer, M., Winter, C. and Ho?e, M., 2002. Reconsidering

transmission electron microscopy based estimates of viral infection of

bacterioplankton using conversion factors derived from natural

communities. Aquat. Microb. Ecol., 27: 103-110.