Under pressure: biomechanical limitations of developing pneumatocysts in the bull kelp (<i>Nereocystis luetkeana</i>, Phaeophyceae)
Notice bibliographique
Résumé
Maintaining buoyancy with gas-filled floats (pneumatocysts) is essential for some subtidal kelps to achieve an upright stature and compete for light . However, as these kelps grow up through the water column, pneumatocysts are exposed to substantial changes in hydrostatic pressure, which could cause complications as internal gases may expand or contract, potentially causing them to rupture, flood, and lose buoyancy. In this study, we investigate how pneumatocysts of Nereocystis luetkeana resist biomechanical stress and maintain buoyancy as they develop across a hydrostatic gradient. We measured internal pressure, material properties, and pneumatocyst geometry across a range of thallus sizes and collection depths to identify strategies used to resist pressure-induced mechanical failure. Contrary to expectations, all pneumatocysts had internal pressures less than atmospheric pressure, ensuring that thalli are always exposed to a positive pressure gradient and compressional loads, indicating that they are more likely to buckle than rupture at all depths. Small pneumatocysts collected from depths between 1 and 9 m (inner radius = 0.4-1.0 cm) were demonstrated to have elevated wall stresses under high compressive loads and are at greatest risk of buckling. Although small kelps do not adjust pneumatocyst material properties or geometry to reduce wall stress as they grow, they are ~3.4 times stronger than they need to be to resist hydrostatic buckling. When tested, pneumatocysts buckled around 35 m depth, which agrees with previous measures of lower limits due to light attenuation, suggesting that hydrostatic pressure may also define the lower limit of Nereocystis in the field.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 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 | 0,000 | 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)
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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
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Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».