Temperature fluctuation alleviates the negative effects of warming on marine diatoms: comparison between Thalassiosira sp. and Nitzschia closterium f. minutissima

海洋浮游植物受到从平均气候变化到气候变化情景下自然波动的广泛环境异质性的影响。这些变化包括海面温度波动频率的变化。在这里,我们对两种具有重要生态意义的海洋硅藻物种 Thalassiosira sp. 和 Nitzschia closterium f. minutissima 进行了半连续孵化实验,以检查在低温 (20 °C) 和高温 (25 °C) 下对海洋变暖和温度波动 (± 4 °C) 的生理响应。我们的结果表明,温度波动减轻了高温对这两个物种生长的负面影响。对于 Thalassiosira sp.,恒温增温显著降低了生长速率,但显著提高了细胞元素含量和下沉速率。然而,变暖显著降低了细胞颗粒有机碳 (POC) 和生物二氧化硅 (BSi) 含量和下沉速率,同时增加了蛋白质含量以应对温度波动下的热应力。低平均温度下的温度波动显著提高了蜂窝 POC 和 BSi 含量,以及 POC 生产率和下沉速率,而在高平均温度下,这些参数显著降低。对于 Nitzschia closterium f. minutissima,在恒定和波动温度下的增温都显著增加了 POC、颗粒有机氮 (PON) 和 POP 配额。变暖和温度波动之间的相互作用对 Thalassiosira sp. 检查的大多数参数具有拮抗作用;而对 Nitzschia closterium f. minutissima 的生理参数具有协同作用。总体而言,Nitzschia closterium f. minutissima 表现出对变暖和温度波动的更强耐受性,表明硅藻对变暖和温度波动的物种特异性响应。总体而言,这些发现强调了在全球变暖背景下温度波动对海洋硅藻生理学的重要但经常被低估的影响,从而对进一步理解生物地球化学反馈具有意义。