Experimental evolution of phytoplankton fatty acid thermal reaction norms
Experimental evolution of phytoplankton fatty acid thermal reaction norms
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浮游植物脂肪酸热反应范数的实验演化
DOI：
10.1111/eva.12798
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发表时间：
2019
影响因子：
4.1
通讯作者：
Litchman, Elena
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
O'Donnell, Daniel R.;Du, Zhi‐yan;Litchman, Elena
温度对浮游植物（海洋中主要初级生产者）的脂肪酸（FA）谱的影响已得到广泛研究，因为它们作为工业原料的重要性以及它们作为长链多不饱和脂肪酸（PUFA）（包括较高营养级生物体所需的omega-3（ω3）FA）全球生产者不可或缺的作用。后者是海洋食物网的全球生态问题，因为一些证据表明，由于全球浮游植物丰度下降以及随着温度升高，浮游植物产生的 ω3 生理性减少，全球海洋来源的 ω3 FA 持续下降。在这里，我们通过比较海洋硅藻拟南海藻在低温 (16°C) 和高温 (31°C) 实验进化约 500 代（约 2.5 年）后的 FA 热反应规范，研究了 FA 分布对温度的短期（生理）和长期（进化）响应。我们表明，一些关键 FA 类别的热反应规范会随着温度选择而迅速变化，通常与我们基于先前研究的预测相反。值得注意的是，在最高测定温度（31°C，高于 T. pseudonona 种群生长的最佳温度）下，31°C 选择的群体比 16°C 选择的群体表现出更高的 PUFA 百分比（包括 ω3 FA），这表明高温选择导致了在高温下维持高 PUFA 产量的进化能力。因此，快速进化可能会在一定程度上缓解最近研究预测的全球浮游植物衍生的 ω3 FA 产量的下降。除了对海洋食物网的影响之外，了解温度对脂肪酸谱的影响对于我们理解热适应的机械原因和后果至关重要。
Temperature effects on the fatty acid (FA) profiles of phytoplankton, major primary producers in the ocean, have been widely studied due to their importance as industrial feedstocks and to their indispensable role as global producers of long‐chain, polyunsaturated FA (PUFA), including omega‐3 (ω3) FA required by organisms at higher trophic levels. The latter is of global ecological concern for marine food webs, as some evidence suggests an ongoing decline in global marine‐derived ω3 FA due to both a global decline in phytoplankton abundance and to a physiological reduction in ω3 production by phytoplankton as temperatures rise. Here, we examined both short‐term (physiological) and long‐term (evolutionary) responses of FA profiles to temperature by comparing FA thermal reaction norms of the marine diatomThalassiosira pseudonanaafter ~500 generations (ca. 2.5 years) of experimental evolution at low (16°C) and high (31°C) temperatures. We showed that thermal reaction norms for some key FA classes evolved rapidly in response to temperature selection, often in ways contrary to our predictions based on prior research. Notably, 31°C‐selected populations showed higher PUFA percentages (including ω3 FA) than 16°C‐selected populations at the highest assay temperature (31°C, aboveT. pseudonana'soptimum temperature for population growth), suggesting that high‐temperature selection led to an evolved ability to sustain high PUFA production at high temperatures. Rapid evolution may therefore mitigate some of the decline in global phytoplankton‐derived ω3 FA production predicted by recent studies. Beyond its implications for marine food webs, knowledge of the effects of temperature on fatty acid profiles is of fundamental importance to our understanding of the mechanistic causes and consequences of thermal adaptation.
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DOI：
--
发表时间：
1964
期刊：
影响因子：
--
作者：
F. Beamish;P. S. Mookherjii
通讯作者：
P. S. Mookherjii
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作者：
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3.7
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Rachel Hipkin;J. Day;C. Rad-Menéndez;T. Mock
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