Vie et Milieu

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Article 5

Picophytoplankton: bottom-up and top-down controls on ecology and evolution

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J. A. RAVEN1, Z. V. FINKEL2 , A. J. IRWIN3
1Plant Research Unit, University of Dundee at SCRI, Scottish Crop Research Institute,Invergowrie, Dundee DD2 5DA, UK
2 Environmental Science Program, Mount Allison University, Sackville, NB, Canada E4L 1A7
3 Department of Mathematics and Computer Science, Mount Allison University, Sackville, NB, Canada E4L 1E6
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ABSTRACT. – Picophytoplankton organisms were derived from larger ancestors in both cyanobacteria and (polyphyletically) in eukarya. There are a number of putative advantages in the acquisition of photosynthetically active radiation and nutrien solutes from resource-limited habitats, and probably of maximum specific growth rate, for very small cells relative to the situation for larger phytoplankton cells. However, there are also putative disadvantages for such small cells with respect to bottom-up factors (i.e. those limiting biomass production), including an increased potential for solute leakage and an increased metabolic cost of screening out damaging UV-B. Among top-down factors (i.e. those removing biomass), picophytoplankton may be at an advantage relative to larger phytoplankton cells in avoiding damage from eukaryotic parasites, and losses from sedimentation. However, viruses and (small) grazers can attack picophytoplankton, just as viruses and (larger) grazers can attack larger phytoplankton. Picophytoplankton may be at a disadvantage relative to larger phytoplankton in environments with temporally variable resource supply.

RÉSUMÉ. – Les organismes du picophytoplancton dérivent d’ancêtres de plus grande taille parmi les cyanobactéries et les eucaryotes (polyphylétiquement). Ces organismes ont un nombre d’avantages potentiels dans l’acquisition de la radiation active photosynthétiquement et des éléments nutritifs solubles des habitats limités en ressources, et probablement dans le taux maximum de croissance spécifique, pour de petites cellules par rapport à la situation de cellules du phytoplancton plus grandes. Cependant, il y a aussi des désavantages potentiels pour de si petites cellules par rapport aux facteurs de croissance “bottom-up” (c.-à-d. ceux qui limitent la production de biomasse), y compris une augmentation du potentiel pour l’écoulement des substances solubles et un coût métabolique élevé pour filtrer les rayons UV-B qui causent des dommages. Parmi les facteurs « herbivores » (“top-down”) (c.-à-d. ceux qui suppriment la biomasse), le picophytoplancton pourrait avoir l’avantage, par rapport aux cellules plus grandes du phytoplancton d’éviter les dommages causés par les parasites eucaryotes, et les pertes dues à la sédimentation. Cependant, les virus et les (petits) herbivores peuvent attaquer le picophytoplancton, de même que les virus et les herbivores (plus grands) peuvent attaquer le phytoplancton plus gros. Le picophytoplancton peut-être désavantagé par rapport au phytoplancton de plus forte taille dans les environnements aux ressources variables dans le temps.

You are here: Volume 55 (2005) Issue 3 / 4 Article 5
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