Multifactorial effects of warming, low irradiance, and low salinity on Arctic kelps
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The Arctic is projected to warm by 2 to 5 °C by the end of the century. Warming causes melting of glaciers, shrinking of the areas covered by sea ice, and increased terrestrial runoff from snowfields and permafrost thawing. Warming, decreasing coastal underwater irradiance, and lower salinity are potentially threatening polar marine organisms, including kelps, that are key species of hard-bottom shallow communities. The present study investigates the physiological responses of four kelp species ( Alaria esculenta , Laminaria digitata, Saccharina latissima , and Hedophyllum nigripes ) to these environmental changes through a perturbation experiment in ex situ mesocosms. Kelps were exposed for 6 weeks to four experimental treatments: an unmanipulated control; a warming condition under the CO 2 emission scenario SSP5-8.5; and two multifactorial conditions combining warming, low salinity, and low irradiance reproducing the future coastal Arctic exposed to terrestrial runoff under two CO 2 emission scenarios (SSP2-4.5 and SSP5-8.5). The physiological effects on A. esculenta , L. digitata , and S. latissima were investigated, and gene expression patterns of S. latissima and H. nigripes were analyzed. Across all species and experimental treatments, growth rates were similar, underlying the acclimation potential of these species to future Arctic conditions. Specimens of A. esculenta increased their chlorophyll a content when exposed to low irradiance conditions, suggesting that they may be resilient to an increase in glacier and river runoff with the potential to become more dominant at greater depths. S. latissima showed a lower carbon : nitrogen (C : N) ratio under the SSP5-8.5 multifactorial conditions' treatment, suggesting tolerance to coastal erosion and permafrost thawing. In contrast, L. digitata showed no response to the conditions tested on any of the investigated physiological parameters. The down-regulation of genes coding for heat-shock proteins in H. nigripes and S. latissima underscores their ability to acclimate to heat stress, which portrays temperature as a key influencing factor. Based on these results, it is expected that kelp communities will undergo changes in species composition that will vary at local scale as a function of the changes in environmental drivers.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Multifactorial effects of warming, low irradiance, and low salinity on Arctic kelps
- Date Crossref
- 25/10/2024
- Éditeur
- Copernicus GmbH
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Université Sorbonne Nouvelle pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Sorbonne Université Laboratoire de Biologie du Développement de Villefranche-sur-Mer pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Laboratoire d’Océanographie de Villefranche pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Utrecht University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Centre National pour la Recherche Scientifique et Technique (CNRST) Maroc (code pays fourni par la source)Organisme public
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Centre National de la Recherche Scientifique pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Laboratoire de Biologie du Développement de Villefranche-sur-Mer pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Institut de la Mer de Villefranche pays non établi dans la noticeInstitution
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Institut d'Etudes Politiques de Paris pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Institut du Développement Durable et des Relations Internationales pays non établi dans la noticeInstitution
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Institute for Sustainable Development and International Relations pays non établi dans la noticeStructure de recherche
Université Sorbonne Nouvelle, Laboratoire de Biologie du Développement de Villefranche-sur-Mer — Sorbonne Université et Laboratoire d’Océanographie de Villefranche, avec 9 autres affiliations. Pays d’affiliation : Maroc.
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