《Marine Environmental Research》:Changes in macroalgal palatability and herbivore’s behavior under ocean warming scenarios: consequences for top-down control
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本研究通过 mesocosm 实验探讨海洋变暖对褐藻 Sargassum filipendula 化学成分及两类食性 amphipod(Cymadusa filosa 和 Sunamphitoe pelagica)摄食行为的影响。结果表明:藻类在高温下碳水化合物和酚类化合物浓度变化,但氮、蛋白质含量不变;Sunamphitoe pelagica 直接摄食量随温度升高而增加,但高温藻类使其摄食减少;Cymadusa filosa 仅在两者均高温时摄食量降低。结论强调营养质量对摄食的影响大于防御化合物,变暖通过直接和间接途径复杂影响食物链。
安娜·保拉·费雷拉(Ana Paula Ferreira)|周凤仪(Fungyi Chow)|格劳科·B.O. 马查多(Glauco B.O. Machado)|福斯卡·P.P. 莱特(Fosca P.P. Leite)
坎皮纳斯大学(University of Campinas,UNICAMP),生态学研究生项目,巴西坎皮纳斯
摘要
海洋变暖是海洋生态系统变化的主要驱动因素,影响着生物及其生态相互作用。食草行为作为一种关键的生态互动,可能会受到温度的影响。要理解气候变化如何影响这些互动,需要评估温度对相互作用物种的影响。本研究的目的是探讨海洋变暖对褐藻Sargassum filipendula化学成分以及食草端足类动物摄食行为的直接影响和间接影响。具体来说,我们提出了以下问题:(1)海水温度升高如何影响S. filipendula的营养价值和防御化合物?(2)海洋变暖如何直接和间接(通过藻类变化)影响端足类动物的摄食行为?我们进行了中宇宙实验,在25°C和30°C两种温度下培养藻类,并在同一温度下喂食端足类动物。实验结果表明,温度变化改变了S. filipendula组织中的碳氮比以及碳、碳水化合物和酚类化合物的浓度,但未影响蛋白质和氮的含量。食草端足类动物Sunamphitoe pelagica对温度有直接反应,在较高温度下其摄食量增加,而在30°C条件下培养藻类时摄食量减少;而食草端足类动物Cymadusa filosa仅在端足类动物和藻类都暴露于30°C时才减少摄食。对于摄食率而言,营养质量似乎比防御化合物更为重要。我们的研究结果强调了温度变化对营养级相互作用的复杂性,并强调了同时评估直接和间接温度效应的重要性。
章节摘录
引言
由于大气中二氧化碳浓度的增加,我们的星球正在迅速变暖[1]。海洋在气候调节中起着重要作用,能够缓冲温室气体增加和全球气温上升带来的影响。然而,这一关键作用导致了显著的海洋变暖。据估计,自20世纪70年代以来全球海洋一直在变暖,预测表明到本世纪末温度可能上升高达4°C[1]。这种变暖
模式生物
在本研究中,我们使用了褐藻Sargassum filipendula(C. Agardh)和端足类动物Cymadusa filosa(Savigny, 1816)以及Sunamphitoe pelagica(Milne Edwards, 1830)作为模式生物。这种褐藻属于 Fucales 目(Ochrophyta),是研究区域亚潮带的主要物种[18],同时为所使用的端足类动物提供栖息地和食物[19][45]。Sargassum物种的分类界定历来较为复杂,部分原因在于
温度对藻类的影响
温度并未影响Sargassum filipendula组织中的氮含量(T检验,自由度df = 8,t = -2.0294,p = 0.0769,图1A)或蛋白质含量(T检验,自由度df = 8,t = -2.0104,p = 0.07923,图1A)。然而,温度确实改变了藻类组织中其他化合物的浓度。在较高温度下,碳水化合物含量增加(T检验,自由度df = 8,t = -9.0359,p < 0.0001,图1A)。相反,温度升高降低了碳含量(T检验,自由度df =
讨论
我们的研究表明,温度会影响褐藻S. filipendula的化学成分和端足类动物的摄食率。然而,摄食率既受到对食草动物的直接影响,也受到间接影响(通过藻类适口性的变化),并且这些影响在S. pelagica和C. filosa之间存在差异。这些结果强调了考虑参与摄食互动的物种的重要性,并表明气候变化可以改变
作者贡献声明
安娜·保拉·费雷拉(Ana Paula Ferreira):撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、数据可视化、验证、项目管理、方法学设计、实验实施、数据分析、概念构建。福斯卡·P.P. 莱特(Fosca P.P. Leite):撰写——审稿与编辑、验证、监督、资源获取、资金筹集。周凤仪(Fungyi Chow):撰写——审稿与编辑、验证、资源获取、方法学设计、实验实施、资金筹集、概念构建。格劳科·B.O. 马查多(Glauco B.O. Machado):撰写——审稿与编辑
伦理信息
本研究已获得巴西环境部生物多样性授权与信息系统(Sisbio)的批准(批准编号:55770-1)。
6. 资金来源
本研究部分由巴西高等教育发展协调委员会(Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoa de Nível Superior, CAPES)资助(资助代码001,项目编号:88882.329265/2019-01),由圣保罗州研究基金会(Funda??o de Amparo à Pesquisa do Estado de S?o Paulo, FAPESP)资助(G.B.O. Machado和F. Chow,项目编号:2013/17629;F. P. Leite,项目编号:2018/18015-8),以及由教学、研究与推广支持基金(Fundo de Apoio ao Ensino, Pesquisa e Extens?o, FAEPEX)资助(项目编号:3094/2017、2621/2017、2060/2019),还有巴西国家科学技术发展委员会(Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, CNPq)的支持
利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
我们感谢Lara Habib Jankovski和Mariana de Souza Pereira在藻类化学分析方面提供的帮助。