ABSTRACT Phytoplankton are present in a large variety of aquatic environments, ranging from small freshwater ponds to the oceans. Typically, freshwater and marine species are not closely related, indicating an ancient divergence and that salinity poses a strong dispersal barrier. Here we reveal a common recent origin of two dinoflagellates that are well adapted to different habitats. Gymnodinium baicalense inhabits the geologically old freshwater Lake Baikal, which is located in the middle of the Eurasian continent. Gymnodinium corollarium, on the other hand, is a brackish water species from the Baltic Sea. Both species form blooms under ice during the spring. We generated 10 DNA sequences from these species. The partial 28S rRNA gene from G. baicalense and the partial 18S rRNA gene and internal transcribed spacer-2 (ITS2) from G. corollarium were sequenced for the first time. A more detailed description of G. baicalense, which was previously known only from light microscopy observations, is also provided. In the laboratory we demonstrated that G. baicalense is strictly adapted to fresh water, while G. corollarium had a wide salinity tolerance. However, the two species have almost identical morphology, identical SSU rRNA gene sequences, and only small differences in the LSU rRNA gene and ITS2. We infer a common ancestor, which was a species from the Arctic region with a tolerance to a range of salinities. Our data support the scenario that the under-ice phytoplankton community in Lake Baikal has been formed recently, even though the lake is the oldest in the world.

中文翻译：

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在截然不同的栖息地中密切相关的甲藻物种——海洋-淡水过渡的一个例子

摘要 浮游植物存在于各种各样的水生环境中，从小型淡水池塘到海洋。通常，淡水和海洋物种的亲缘关系并不密切，这表明存在古老的分歧，而且盐度构成了强大的扩散障碍。在这里，我们揭示了两种能够很好地适应不同栖息地的甲藻的共同近期起源。Gymnodinium baicalense 栖息在地质古老的淡水贝加尔湖，位于欧亚大陆的中部。另一方面，Gymnodinium corollarium 是一种来自波罗的海的微咸水物种。这两个物种在春季在冰下形成花朵。我们从这些物种中生成了 10 个 DNA 序列。来自 G. baicalense 的部分 28S rRNA 基因和来自 G. baicalense 的部分 18S rRNA 基因和内部转录的spacer-2 (ITS2)。第一次对 corollarium 进行了测序。还提供了对 G. baicalense 的更详细描述，以前仅从光学显微镜观察中得知。在实验室中，我们证明 G. baicalense 严格适应淡水，而 G. corollarium 具有广泛的耐盐性。然而，这两个物种具有几乎相同的形态、相同的 SSU rRNA 基因序列，并且在 LSU rRNA 基因和 ITS2 上只有很小的差异。我们推断出一个共同的祖先，它是来自北极地区的一个物种，对一系列盐度具有耐受性。我们的数据支持贝加尔湖冰下浮游植物群落最近形成的假设，尽管该湖是世界上最古老的湖。还提供了以前仅从光学显微镜观察中得知的信息。在实验室中，我们证明 G. baicalense 严格适应淡水，而 G. corollarium 具有广泛的耐盐性。然而，这两个物种具有几乎相同的形态、相同的 SSU rRNA 基因序列，并且在 LSU rRNA 基因和 ITS2 上只有很小的差异。我们推断出一个共同的祖先，它是来自北极地区的一个物种，对一系列盐度具有耐受性。我们的数据支持贝加尔湖冰下浮游植物群落最近形成的假设，尽管该湖是世界上最古老的湖。还提供了以前仅从光学显微镜观察中得知的信息。在实验室中，我们证明 G. baicalense 严格适应淡水，而 G. corollarium 具有广泛的耐盐性。然而，这两个物种具有几乎相同的形态、相同的 SSU rRNA 基因序列，并且在 LSU rRNA 基因和 ITS2 上只有很小的差异。我们推断出一个共同的祖先，它是来自北极地区的一个物种，对一系列盐度具有耐受性。我们的数据支持贝加尔湖冰下浮游植物群落最近形成的假设，尽管该湖是世界上最古老的湖。这两个物种具有几乎相同的形态、相同的 SSU rRNA 基因序列，并且在 LSU rRNA 基因和 ITS2 上只有很小的差异。我们推断出一个共同的祖先，它是来自北极地区的一个物种，对一系列盐度具有耐受性。我们的数据支持贝加尔湖冰下浮游植物群落最近形成的假设，尽管该湖是世界上最古老的湖。这两个物种具有几乎相同的形态、相同的 SSU rRNA 基因序列，并且在 LSU rRNA 基因和 ITS2 上只有很小的差异。我们推断出一个共同的祖先，它是来自北极地区的一个物种，对一系列盐度具有耐受性。我们的数据支持贝加尔湖冰下浮游植物群落最近形成的假设，尽管该湖是世界上最古老的湖。