Protist diversity and metabolic strategy in freshwater lakes are shaped by trophic state and watershed land use at a continental scale
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Protists play key roles in aquatic food webs as primary producers, predators, nutrient recyclers, and symbionts. Yet, a comprehensive view of protist diversity in freshwaters has been challenged by the immense environmental heterogeneity among lakes worldwide. We assessed protist diversity in the surface waters of 366 freshwater lakes across a north temperate to subarctic extent covering nearly 8.4 million km 2 of Canada. Sampled lakes represented broad gradients in size, trophic state, and watershed land use. Hypereutrophic lakes contained the least diverse and most distinct protist communities relative to nutrient-poor lakes. Greater taxonomic variation among eutrophic lakes was mainly a product of heterotroph and mixotroph diversity, whereas phototroph assemblages were more similar under high- nutrient conditions. Overall, local physicochemical factors, particularly ion and nutrient concentrations, elicited the strongest responses in community structure, far outweighing the effects of geographic gradients. Despite their contrasting distribution patterns, obligate phototroph and heterotroph turnover was predicted by an overlapping set of environmental factors, while the metabolic plasticity of mixotrophs may have made them less predictable. Notably, protist diversity was associated with variation in watershed soil pH and agricultural crop coverage, pointing to human impact on the land-water interface that has not been previously identified in studies at smaller scales. Our study exposes the importance of both within-lake and external watershed characteristics in explaining protist diversity and biogeography, critical information in further developing an understanding of how freshwater lakes and their watersheds are impacted by anthropogenic stressors. Importance Freshwater lakes are experiencing rapid changes under accelerated anthropogenic stress and a warming climate. Microorganisms underpin aquatic food webs, yet little is known about how freshwater microbial communities are responding to human impact. Here, we assessed the diversity of protists and their myriad ecological roles in lakes varying in size across watersheds experiencing a range of land use pressures by leveraging data from a continental-scale survey of Canadian lakes. We found evidence of human impact on protist assemblages through an association with lake trophic state and extending to agricultural activity and soil characteristics in the surrounding watershed. Furthermore, trophic state appeared to explain the distributions of phototrophic and heterotrophic protists in contrasting ways. Our findings highlight the vulnerability of lake ecosystems to increased land use and the importance of assessing terrestrial interfaces to elucidate freshwater ecosystem dynamics.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| 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.
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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
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».