Phytoplankton thermal responses adapt in the absence of hard thermodynamic constraints
Phytoplankton thermal responses adapt in the absence of hard thermodynamic constraints
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浮游植物的热响应在没有严格的热力学约束的情况下进行适应
DOI：
10.1101/452250
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发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Kontopoulos D
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kontopoulos D
为了更好地预测种群和群落对气候温度变化的反应，有必要了解适合度相关比率对温度的响应形状是如何演变的(热性能曲线)。目前，对于热性能曲线的演化受到多大程度的限制，存在着不同的意见。一个学派认为热力学约束通过酶动力学盛行，而另一个学派则认为适应可以--至少部分地--克服这些约束。为了进一步阐明这场争论，我们对浮游植物生长率的热性能曲线进行了系统发育荟萃分析，浮游植物是控制环境影响(栖息地类型和热状况)的一个全球重要功能组。我们发现热力学约束对曲线形状的影响很小。特别是，我们发现最大性能随曲线峰值温度的增加非常微弱，这表明存在一个弱的“越热越好”的约束。此外，我们发现，热性能曲线的所有方面都沿着系统发展史演变，而不是像强烈限制条件所预期的那样，跨物种生长的恒定热敏感度。我们的结果表明，浮游植物的热性能曲线在很大程度上适应于没有严格热力学约束的热环境。
To better predict how populations and communities respond to climatic temperature variation, it is necessary to understand how the shape of the response of fitness-related rates to temperature evolves (the thermal performance curve). Currently, there is disagreement about the extent to which the evolution of thermal performance curves is constrained. One school of thought has argued for the prevalence of thermodynamic constraints through enzyme kinetics, whereas another argues that adaptation can—at least partly—overcome such constraints. To shed further light on this debate, we perform a phylogenetic meta-analysis of the thermal performance curves of growth rate of phytoplankton—a globally important functional group—controlling for environmental effects (habitat type and thermal regime). We find that thermodynamic constraints have a minor influence on the shape of the curve. In particular, we detect a very weak increase of maximum performance with the temperature at which the curve peaks, suggesting a weak “hotter-is-better” constraint. Also, instead of a constant thermal sensitivity of growth across species, as might be expected from strong constraints, we find that all aspects of the thermal performance curve evolve along the phylogeny. Our results suggest that phytoplankton thermal performance curves adapt to thermal environments largely in the absence of hard thermodynamic constraints.
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作者：
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Sommer U
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Ross T
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B. Seibel;A. Dymowska;J. Rosenthal
通讯作者：
B. Seibel;A. Dymowska;J. Rosenthal
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通讯作者：
J. Wiens;Jonathan Tiu
DOI：
10.1111/1365-2656.12064
发表时间：
2014
期刊：
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影响因子：
--
作者：
D. Reuman;R. Holt;G. Yvon‐Durocher
通讯作者：
D. Reuman;R. Holt;G. Yvon‐Durocher