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The long-term persistence of phytoplankton resting stages in aquatic ‘seed banks’
Biological Reviews ( IF 10.0 ) Pub Date : 2017-05-05 , DOI: 10.1111/brv.12338
Marianne Ellegaard 1 , Sofia Ribeiro 2
Affiliation  

In the past decade, research on long‐term persistence of phytoplankton resting stages has intensified. Simultaneously, insight into life‐cycle variability in the diverse groups of phytoplankton has also increased. Aquatic ‘seed banks’ have tremendous significance and show many interesting parallels to terrestrial seed beds of vascular plants, but are much less studied. It is therefore timely to review the phenomenon of long‐term persistence of aquatic resting stages in sediment seed banks. Herein we compare function, morphology and physiology of phytoplankton resting stages to factors central for persistence of terrestrial seeds. We review the types of resting stages found in different groups of phytoplankton and focus on the groups for which long‐term (multi‐decadal) persistence has been shown: dinoflagellates, diatoms, green algae and cyanobacteria. We discuss the metabolism of long‐term dormancy in phytoplankton resting stages and the ecological, evolutionary and management implications of this important trait. Phytoplankton resting stages exhibiting long‐term viability are characterized by thick, often multi‐layered walls and accumulation vesicles containing starch, lipids or other materials such as pigments, cyanophycin or unidentified granular materials. They are reported to play central roles in evolutionary resilience and survival of catastrophic events. Promising areas for future research include the role of hormones in mediating dormancy, elucidating the mechanisms behind metabolic shut‐down and testing bet‐hedging hypotheses.

中文翻译:

水生“种子库”中浮游植物休眠期的长期存在

在过去的十年中,对浮游植物静息期长期持续性的研究有所加强。同时,对不同浮游植物群的生命周期变异性的了解也有所增加。水生“种子库”具有重大意义,与维管植物的陆生种子床有许多有趣的相似之处,但研究较少。因此,及时审查沉积物种子库中水生静止阶段长期存在的现象。在此,我们将浮游植物休眠阶段的功能、形态和生理与陆地种子持久性的核心因素进行了比较。我们回顾了在不同浮游植物群中发现的休眠阶段的类型,并重点关注已显示出长期(数十年)持久性的群:甲藻、硅藻、绿藻和蓝藻。我们讨论了浮游植物休眠期长期休眠的代谢以及这一重要特征的生态、进化和管理意义。具有长期生存能力的浮游植物休眠阶段的特征是厚的、通常是多层的壁和含有淀粉、脂质或其他材料(如色素、蓝藻素或不明颗粒材料)的积累囊泡。据报道,它们在进化恢复力和灾难性事件的生存中发挥着核心作用。未来研究的有希望的领域包括激素在介导休眠中的作用、阐明代谢关闭背后的机制以及测试对冲假设。这一重要特征的进化和管理意义。具有长期生存能力的浮游植物休眠阶段的特征是厚的、通常是多层的壁和含有淀粉、脂质或其他材料(如色素、蓝藻素或不明颗粒材料)的积累囊泡。据报道,它们在进化恢复力和灾难性事件的生存中发挥着核心作用。未来研究的有希望的领域包括激素在介导休眠中的作用、阐明代谢关闭背后的机制以及测试对冲假设。这一重要特征的进化和管理意义。具有长期生存能力的浮游植物休眠阶段的特征是厚的、通常是多层的壁和含有淀粉、脂质或其他材料(如色素、蓝藻素或不明颗粒材料)的积累囊泡。据报道,它们在进化恢复力和灾难性事件的生存中发挥着核心作用。未来研究的有希望的领域包括激素在介导休眠中的作用、阐明代谢关闭背后的机制以及测试对冲假设。蓝藻素或不明颗粒物质。据报道,它们在进化恢复力和灾难性事件的生存中发挥着核心作用。未来研究的有希望的领域包括激素在介导休眠中的作用、阐明代谢关闭背后的机制以及测试对冲假设。蓝藻素或不明颗粒物质。据报道,它们在进化恢复力和灾难性事件的生存中发挥着核心作用。未来研究的有希望的领域包括激素在介导休眠中的作用、阐明代谢关闭背后的机制以及测试对冲假设。
更新日期:2017-05-05
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