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温度上昇は、オオコンブ(Nereocystis luetkeana, Phaeophyceae)の表現型の可塑性に影響を与える | 日本語AI翻訳でPubMed論文検索

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J. Phycol..2020 Jul;doi: 10.1111/jpy.13049.Epub 2020-07-14.

温度上昇は、オオコンブ(Nereocystis luetkeana, Phaeophyceae)の表現型の可塑性に影響を与える

Elevated temperature affects phenotypic plasticity in the bull kelp (Nereocystis luetkeana, Phaeophyceae).

  • Varoon P Supratya
  • Liam J M Coleman
  • Patrick T Martone
PMID: 32666523 DOI: 10.1111/jpy.13049.

抄録

温度上昇に対するコンブの感受性は、近年、一部のコンブの個体数が減少し、海洋生物群集に連鎖的な影響を与えていることと関連している。しかし、熱ストレスがコンブの他の環境要因への対応能力にどのような影響を与えるのかは不明であり、気候変動に対するコンブの脆弱性に影響を与える可能性がある。我々は,張力制御されたブレード形態の可塑性を介して,ウシコンブ Nereocystis luetkeana が周囲の流体環境に順応する能力に及ぼす熱ストレスの影響を調査した。まず、5℃から22℃までの9つの温度で成長を測定することで、N. luetkeanaの最適温度とストレスのかかる温度を決定した。次に、N. luetkeanaのブレードを、温度(13℃と20℃)と張力(0.5Nと2.0N)の異なる流動条件を模擬した因子組み合わせに曝露し、7日後のブレードの長さと幅の変化を測定した。その結果,N. luetkeanaが最大生育を示す温度は11.9℃と推定されたが,比較的広い温度範囲で高い生育を示した。熱ストレスを受けた場合、N. luetkeanaは高流量では形態学的な応答を維持したが、低流量への順応が阻害され、ブレードの幅が広がらないことが示された。これらの結果から、保護された生息地に生息するN. luetkeanaは気候温暖化に対して特に脆弱である可能性が示唆され、局所的な流体力学的条件にブレードの形態を適応させることができないために、温暖化が致命的なレベル以下のレベルで減少する可能性がある。生態学的に重要な基盤種として、保護されたコンブの個体数の減少は、大きな生物多様性の損失をもたらし、生態系の機能を 混乱させる可能性がある。

The sensitivity of kelps to elevated temperatures has been linked to recent declines in some kelp populations, with cascading impacts on marine communities. However, it remains unclear how thermal stress affects the ability of kelps to respond to other environmental factors, which could influence their vulnerability to climate change. We investigated the effect of thermal stress on the ability of the bull kelp Nereocystis luetkeana to acclimate to its surrounding hydrodynamic environment through tension-regulated plasticity in blade morphology. We first determined optimal and stressful temperatures for N. luetkeana by measuring growth over nine temperatures from 5 to 22°C. We then exposed N. luetkeana blades to factorial combinations of temperature (13°C and 20°C) and tension (0.5 N and 2.0 N) simulating different flow conditions, and measured changes in blade length and width after seven days. The temperature at which N. luetkeana exhibited maximum growth was estimated to be ~11.9°C, though growth was high over a relatively wide temperature range. When thermally stressed, N. luetkeana maintained morphological responses to simulated high flow, but were inhibited from acclimating to low flow, indicated by an inability of blades to widen. Our results suggest that N. luetkeana in sheltered habitats may be particularly vulnerable to climate warming, where an inability to adjust blade morphology to local hydrodynamic conditions could drive declines at sublethal levels of warming. As ecologically important foundation species, declines in sheltered kelp populations could result in major biodiversity loss and disrupt ecosystem function.

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