Article 11
Symbiosis between diatoms and cyanobacterial colonies
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ABSTRACT. – Species-rich diatom communities were found to occur within colonies of the nitrogen-fixing cyanobacterium Rivularia atra Roth in the brackish Baltic Sea. These communities have never been reported before. To understand how the special conditions within the cyanobacterial colonies (limited light, presence of host mucilage, chemical excretions by the host) affected diatom community composition, comparisons were made with diatom communities epiphytic on macroalgae sampled from the same stones as the Rivularia colonies. Motile diatoms of the genera Amphora, Berkeleya, Cymbella, Entomoneis, Epithemia, Lunella, Mastogloia, Nitzschia and Rhopalodia dominated the Rivularia-associated communities whereas attached diatoms of the genera Achnanthes, Cocconeis, Diatoma, Fragilaria, Gomphonema, Hyalosira, Licmophora, Rhoicosphenia and Tabularia dominated the epiphytic communities on macroalgae. Diatom species richness, Shannon diversity and evenness were all significantly higher in the Rivularia communities. The diatoms probably profit from the symbiosis with Rivularia in several ways: (1) by protection against grazing (2) by protection against physical disturbances, (3) by using cyanobacterial mucilage as a substratum for motility and (4) by excretion of inorganic and organic nutrients from Rivularia cells. It is more difficult to identify advantages for Rivularia in this symbiosis, but nutritional advantages may exist for the cyanobacterium as well.
RÉSUMÉ. – Des communautés diatomiques riches en espèces ont été repérées au sein de colonies de Rivularia atra Roth, cyanobactéries fixatrices d’azote, en zone saumâtre de la mer Baltique. Ces communautés n’avaient pas été notées précédemment. Pour comprendre de quelle manière les conditions spécifiques rencontrées dans ces colonies cynanobactériennes pouvaient influer sur la composition de la communauté diatomique (lumière atténuée, présence de mucilage et d’excrétions chimiques en provenance de l’hôte), des comparaisons ont été établies avec les communautés de Diatomées épiphytes, rencontrées sur les macrophytes échantillonnés sur les mêmes roches que les colonies de Rivularia. Les Diatomées mobiles, appartenant aux genres Amphora, Berkeleya, Cymbella, Entomoneis, Epithemia, Lunella, Mastogloia, Nitzschia et Rhopalodia dominent les communautés associées à Rivularia, alors que les Diatomées fixées appartenant aux genres Achnanthes, Cocconeis, Diatoma, Fragilaria, Gomphonema, Hyalosira, Licmophora, Rhoicosphenia et Tabularia dominent les communautés épiphytes des macrophytes. La richesse spécifique, l’indice de diversité de Shannon et l’indice de similitude sont tous, et de manière significative, plus élevés dans les communautés de Rivularia. Les Diatomées profitent probablement de leur symbiose avec Rivularia de plusieurs manières : (1) en trouvant une protection contre le broutage, (2) un abri contre les perturbations physiques du milieu, (3) en utilisant le mucilage cyanobactérien comme substrat pour leur mobilité et (4) en profitant de l’excrétion de composés minéraux et organiques par les cellules de Rivularia. Il est plus difficile, dans cette symbiose, d’identifier les avantages pour la Rivularia, mais des avantages nutritionnels peuvent également être envisagés pour la cyanobactérie.