The influence of global change on Southern Ocean productivity will have major ramifications for future management of polar life. A prior laboratory study investigated the response of a batch-cultured subantarctic diatom to projected change simulating conditions for 2100 (increased temperature/CO₂/irradiance/iron; decreased macronutrients), showed a twofold higher chlorophyll-derived growth rate driven mainly by temperature and iron. We translated this design to the field to understand the phytoplankton community response, within a subantarctic foodweb, to 2100 conditions. A 7-d shipboard study utilizing 250-liter mesocosms was conducted in March 2016. The outcome mirrors lab-culture experiments, yielding twofold higher chlorophyll in the 2100 treatment relative to the control. This trend was also evident for intrinsic metrics including nutrient depletion. Unlike the lab-culture study, photosynthetic competence revealed a transient effect in the 2100 mesocosm, peaking on day 3 then declining. Metaproteomics revealed significant differences in protein profiles between treatments by day 7. The control proteome was enriched for photosynthetic processes (c.f. 2100) and exhibited iron-limitation signatures; the 2100 proteome exposed a shift in cellular energy production. Our findings of enhanced phytoplankton growth are comparable to model simulations, but underlying mechanisms (temperature, iron, and/or light) differ between experiments and models. Batch-culture approaches hinder cross-comparison of mesocosm findings to model simulations (the latter are akin to “continuous-culture chemostats”). However, chemostat techniques are problematic to use with mesocosms, as mesozooplankton will evade seawater flow-through, thereby accumulating. Thus, laboratory, field, and modeling approaches reveal challenges to be addressed to better understand how global change will alter Southern Ocean productivity.

中文翻译：

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将南大洋浮游植物的全球变化实验从实验室过渡到野外环境：见解和挑战

全球变化对南大洋生产力的影响将对极地生命的未来管理产生重大影响。先前的一项实验室研究调查了分批培养的亚南极硅藻对 2100 年预测变化模拟条件（升高的温度/CO ₂/辐照度/铁；大量营养素减少），主要由温度和铁驱动，叶绿素衍生的生长速度提高了两倍。我们将这一设计应用于实地，以了解亚南极食物网中浮游植物群落对 2100 种条件的反应。2016 年 3 月使用 250 升中宇宙进行了一项为期 7 天的船上研究。结果反映了实验室培养实验，在 2100 处理中产生的叶绿素是对照的两倍。这种趋势对于包括营养消耗在内的内在指标也很明显。与实验室培养研究不同，光合作用能力揭示了 2100 中宇宙的短暂效应，在第 3 天达到峰值，然后下降。元蛋白质组学显示到第 7 天治疗之间的蛋白质谱存在显着差异。对照蛋白质组富集了光合作用过程（cf 2100）并表现出铁限制特征；2100 蛋白质组揭示了细胞能量产生的转变。我们对增强的浮游植物生长的发现与模型模拟相当，但实验和模型之间的潜在机制（温度、铁和/或光）不同。批量培养方法阻碍了中宇宙发现与模型模拟的交叉比较（后者类似于“连续培养恒化器”）。然而，恒化器技术与中宇宙一起使用是有问题的，因为中型浮游生物会避开海水流过，从而积累。因此，实验室、现场和建模方法揭示了需要解决的挑战，以更好地了解全球变化将如何改变南大洋的生产力。2100）并展示了铁限制签名；2100 蛋白质组揭示了细胞能量产生的转变。我们对增强的浮游植物生长的发现与模型模拟相当，但实验和模型之间的潜在机制（温度、铁和/或光）不同。批量培养方法阻碍了中宇宙发现与模型模拟的交叉比较（后者类似于“连续培养恒化器”）。然而，恒化器技术与中宇宙一起使用是有问题的，因为中型浮游生物会避开海水流过，从而积累。因此，实验室、现场和建模方法揭示了需要解决的挑战，以更好地了解全球变化将如何改变南大洋的生产力。2100）并展示了铁限制签名；2100 蛋白质组揭示了细胞能量产生的转变。我们对增强的浮游植物生长的发现与模型模拟相当，但实验和模型之间的潜在机制（温度、铁和/或光）不同。批量培养方法阻碍了中宇宙发现与模型模拟的交叉比较（后者类似于“连续培养恒化器”）。然而，恒化器技术与中宇宙一起使用是有问题的，因为中型浮游生物会避开海水流过，从而积累。因此，实验室、现场和建模方法揭示了需要解决的挑战，以更好地了解全球变化将如何改变南大洋的生产力。我们对增强的浮游植物生长的发现与模型模拟相当，但实验和模型之间的潜在机制（温度、铁和/或光）不同。批量培养方法阻碍了中宇宙发现与模型模拟的交叉比较（后者类似于“连续培养恒化器”）。然而，恒化器技术与中宇宙一起使用是有问题的，因为中型浮游生物会避开海水流过，从而积累。因此，实验室、现场和建模方法揭示了需要解决的挑战，以更好地了解全球变化将如何改变南大洋的生产力。我们对增强的浮游植物生长的发现与模型模拟相当，但实验和模型之间的潜在机制（温度、铁和/或光）不同。批量培养方法阻碍了中宇宙发现与模型模拟的交叉比较（后者类似于“连续培养恒化器”）。然而，恒化器技术与中宇宙一起使用是有问题的，因为中型浮游生物会避开海水流过，从而积累。因此，实验室、现场和建模方法揭示了需要解决的挑战，以更好地了解全球变化将如何改变南大洋的生产力。批量培养方法阻碍了中宇宙发现与模型模拟的交叉比较（后者类似于“连续培养恒化器”）。然而，恒化器技术与中宇宙一起使用是有问题的，因为中型浮游生物会避开海水流过，从而积累。因此，实验室、现场和建模方法揭示了需要解决的挑战，以更好地了解全球变化将如何改变南大洋的生产力。批量培养方法阻碍了中宇宙发现与模型模拟的交叉比较（后者类似于“连续培养恒化器”）。然而，恒化器技术与中宇宙一起使用是有问题的，因为中型浮游生物会避开海水流过，从而积累。因此，实验室、现场和建模方法揭示了需要解决的挑战，以更好地了解全球变化将如何改变南大洋的生产力。