Benthic Cyanobacterial Mats in the High Arctic: Multi-Layer Structure and Fluorescence Responses to Osmotic Stress
Notice bibliographique
Résumé
Cyanobacterial mats are often a major biological component of extreme aquatic ecosystems, and in polar lakes and streams they may account for the dominant fraction of total ecosystem biomass and productivity. In this study we examined the vertical structure and physiology of Arctic microbial mats relative to the question of how these communities may respond to ongoing environmental change. The mats were sampled from Ward Hunt Lake (83°5.297'N, 74°9.985'W) at the northern coast of Arctic Canada, and were composed of three visibly distinct layers. Microsensor profiling showed that there were strong gradients in oxygen within each layer, with an overall decrease from 100% saturation at the mat surface to 0%, at the bottom, accompanied by an increase of 0.6 pH units down the profile. Gene clone libraries (16S rRNA) revealed the presence of Oscillatorian sequences throughout the mat, while Nostoc related species dominated the two upper layers, and Nostocales and Synechococcales sequences were common in the bottom layer. High performance liquid chromatography analyses showed a parallel gradient in pigments, from high concentrations of UV-screening scytonemin in the upper layer to increasing zeaxanthin and myxoxanthin in the bottom layer, and an overall shift from photoprotective to photosynthetic carotenoids down the profile. Climate change is likely to be accompanied by lake level fluctuations and evaporative concentration of salts, and thus increased osmotic stress of the littoral mat communities. To assess the cellular capacity to tolerate increasing osmolarity on physiology and cell membrane integrity, mat sections were exposed to a gradient of increasing salinities, and PAM measurements of in vivo chlorophyll fluorescence were made to assess changes in maximum quantum yield. The results showed that the mats were tolerant of up to a 46-fold increase in salinity. These features imply that cyanobacterial mats are resilient to ongoing climate change, and that in the absence of major biological perturbations, these vertically structured communities will continue to be a prominent feature of polar aquatic ecosystems.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».