Fate of Planktothrix-derived toxins in aquatic food webs: A case study in Lake Mindelsee (Germany)
Notice bibliographique
Résumé
Blooms of the red, filamentous cyanobacterium Planktothrix rubescens occur frequently in pre-alpine lakes in Europe, often with concomitant toxic microcystin (MC) production. Trophic transfer of MCs has been observed in bivalves, fish, and zooplankton species, while uptake of MCs into Diptera species could facilitate distribution of MCs into terrestrial food webs and habitats. In this study, we characterized a Planktothrix bloom in summer 2019 in Lake Mindelsee and tracked possible trophic transfer and/or bioaccumulation of MCs via analysis of phytoplankton, zooplankton (Daphnia) and emergent aquatic insects (Chaoborus, Chironomidae and Trichoptera). Using 16 S rRNA gene amplicon sequencing, we found that five sequence variants of Planktothrix spp. were responsible for bloom formation in September and October of 2019, and these MC-producing variants, provisionally identified as P. isothrix and/or P. serta, occurred exclusively in Lake Mindelsee (Germany), while other variants were also detected in nearby Lake Constance. The remaining cyanobacterial community was dominated by Cyanobiaceae species with high species overlap with Lake Constance, suggesting a well-established exchange of cyanobacteria species between the adjacent lakes. With targeted LC–HRMS/MS we identified two MC-congeners, MC-LR and [Asp3]MC-RR with maximum concentrations of 45 ng [Asp3]MC-RR/L in lake water in September. Both MC congeners displayed different predominance patterns, suggesting that two different MC-producing species occurred in a time-dependent manner, whereby [Asp3]MC-RR was clearly associated with the Planktothrix spp. bloom. We demonstrate an exclusive transfer of MC-LR, but not [Asp3]MC-RR, from phytoplankton into zooplankton reaching a 10-fold bioconcentration, yet complete absence of these MC congeners or their conjugates in aquatic insects. The latter demonstrated a limited trophic transfer of MCs from zooplankton to zooplanktivorous insect larvae (e.g., Chaoborus), or direct transfer into other aquatic insects (e.g. Chironomidae and Trichoptera), whether due to avoidance or limited uptake and/or rapid excretion of MCs by higher trophic emergent aquatic insects.
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Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| 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 | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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
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 ».