Understanding the mechanisms underlying community assembly helps to define success and susceptibility to biological invasions. Here, we explored phytoplankton community assembly following niche and neutral paradigms and using a trait-based approach. Under the hypothesis that the morphology-based functional groups (MBFG) clusters species with similar niche, we analysed how trait-related differences in fitness influence dominance of an invasive species. This was based on literature review, field data and model simulations. We predict that invading species can be dominant if: 1) do not belong to the local MBFG but use unexploited areas of the niche, or 2) belong to the resident MBFG but exhibit a higher fitness due to a particular combination of traits. The invasive dinoflagellate Ceratium furcoides was used as the model species to evaluate these hypotheses, its morphological (e.g. volume) and physiological (e.g. growth rates) traits were compared with species from the same (V: photosynthetic flagellates) and different (VII: colonial cyanobacteria) MBFG. Fitness was estimated using models parametrized with MBFG rates (R*, ability to draw down phosphate) under different environmental conditions (i.e. flushing). Results contributed to support both hypotheses. First, the alternation of C. furcoides and cyanobacteria dominance was explained by the use of different niches. Secondly, species from MBFG V were dominant under similar environments. Within this group V C. furcoides showed higher fitness under low flushing and high predation, advantage provided by a distinctive combination of traits. The application of trait-based approaches to represent the niche and estimate fitness along environmental gradients was useful to evaluate community assembly and can be used to predict the dominance of microbial species invasions.
Las floraciones de cianobacterias potencialmente tóxicas son uno de los problemas más difundidos en los sistemas acuáticos a nivel global. Sin embargo, es necesario desarrollar programas de monitoreo sensibles y directamente aplicables a la predicción de las floraciones y su gestión. Con este objetivo se combinaron conceptos ecológicos y genéticos para generar herramientas para el monitoreo de cianobacterias. Se utilizaron dos aproximaciones: agrupación de organismos en grupos funcionales basados en morfología y análisis moleculares (PCR cuantitativo en tiempo real) que indican presencia de genes que codifican para la expresión de cianotoxinas (mcy). Para evaluar las herramientas se realizaron seis campañas de muestreo bimensuales (2013-2014) en seis estaciones con dos sitios en cada una, a lo largo del Río Uruguay y del Estuario Río de la Plata, desde Salto Grande hasta Punta del Este. Se observó un gradiente marcado en las variables meteorológicas, físico-químicas, y mayores abundancias de organismos planctónicos en Salto Grande y Punta del Este. Se encontró la presencia en todo el gradiente de poblaciones tóxicas, con mayor abundancia en Salto, particularmente del complejo Microcystis aeruginosa (CMA). Las variables ambientales más importantes en determinar el gradiente ambiental y las variaciones en las variables biológicas fueron la salinidad, la temperatura, el viento y la turbidez. Los resultados de los nuevos indicadores (presencia en red del CMA y genes mcy) estuvieron correlacionados con los tradicionales (ej. clorofila-a) en los casos de floraciones más severas, y fueron sustantivamente más sensibles que los tradicionales en situaciones de bajas abundancias. La conjunción de los resultados se aplicó a la construcción de un protocolo de monitoreo y un sistema de alerta. Palabras clave: Floraciones, grupos funcionales, genotipos tóxicos, gradiente ambiental, protocolo de monitoreo, sistema de alerta.
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