Algal responses to abiotic and biotic environmental changes

Algae exhibit a large variety of physiological responses to the environmental changes. Such heterogeneity of responses, which is a major determinant of species interaction in natural algal assemblages, was the target of my research. My results show that different species are differently prone to change their cell composition in response to environmental changes, depending on the type and duration of the perturbation. When algae are exposed to changes in the N source and in the CO2 availability, for instance, homeostasis appears as a much more common strategy than usually believed. No link between the response modes and the taxonomy of the examined species was found. I paid special attention to Chromera velia, a photosynthetic relative of apicomplexan parasites that is likely involved in symbiotic associations with scleractinian corals. This alga seems perfectly capable of copying with very high CO2. Life at high CO2 stimulates the overall organic C production of C. velia, increases its nutrient use efficiency and changes the stoichiometric relationships among elements within the cell. The high CO2 concentrations that has been reported in the animal tissue surrounding the photosynthetic cells may therefore facilitate C. velia life in symbiosis. Finally, I have demonstrated that the interactions between algae and environment can affect the relationships between algae and their grazers. My experiments show that the copepods are able to discriminate among algae identical in all aspects but in cell composition, while the rotifers are not. Therefore, the nutritional history of algae, which has the potential to affect algal cell composition, appears as a major determinant of the relationships between algae and grazers.

L’eterogeneità delle risposte fisiologiche delle microalghe ai cambiamenti ambientali rappresenta uno dei fattori più importanti nel determinare le interazioni tra le specie in ambiente. La mia ricerca ha rivelato che specie differenti sono diversamente inclini a modificare la propria composizione cellulare in risposta ai cambiamenti ambientali. La scelta tra acclimatazione e omeostasi dipende anche dal tipo e dalla durata della perturbazione in esame. La maggior parte delle alghe considerate nel mio studio, per esempio, ha mostrato una risposta omeostatica ai cambiamenti nelle concentrazioni ambientali di CO2 e nella forma di azoto disponibile. Non è stato ritrovato nessun legame tra la strategia di risposta e la tassonomia delle alghe. Particolare attenzione è stata rivolta a Chromera velia, parente prossima dei parassiti Apicomplexa e probabile simbionte di coralli dell’ordine Scleractinia. C. velia si è dimostrata perfettamente in grado di vivere ad alta CO2. Questa condizione ha stimolato la produzione di C organico da parte di C. velia, incrementato la sua efficienza di utilizzo dei nutrienti e ha determinato cambiamenti nei rapporti stechiometrici tra gli elementi. Si può ipotizzare, dunque, che l’elevata concentrazione di CO2 rinvenuta all’interno dei tessuti del corallo che circondano il simbionte possa facilitare la vita di quest’alga in simbiosi. Infine, ho potuto dimostrare che le interazioni tra alghe e ambiente possono avere conseguenze nei rapporti tra alghe e loro predatori. I miei esperimenti hanno mostrato che i copepodi (ma non i rotiferi) possono discriminare tra alghe che sono identiche in ogni aspetto tranne che nella composizione cellulare. La storia nutrizionale delle alghe, dunque, essendo uno dei principali determinanti della loro composizione cellulare, risulta un elemento di grande importanza nelle relazioni tra alghe e predatori.