Botanica Pacifica. A journal of plant science and conservation Preprint
Article first published online: 31 MAY 2015 | DOI: 10.17581/bp.2015.04108
Circadian rhythms in the motility (floating versus immersion) in Nereocystis luetkeana
Sophie Shulman, Calvin B. Stewart
Victoria, B.C. V8X 4N5, Canada
Bull kelp, Nereocystis luetkeana, brown algae on the Pacific coast of North America in our field observations, when sunlight, actively position their stipes/blades exposed floating on the water surface, while at dusk get immersed hence invisible (with mostly the bulbs remaining observable on the surface). The suggested interpretation is of a phototropic circadian directional (vector) motility (as opposed to haphazard passive relocations due to low tides and water turbulence). This was unrecognized in the algae, generally rendered too primitive for such vector motor activity coordinated at the level of the whole organism. This mechanism is principally different from the previously recorded intracellular circadian rhythms in mitotic activity, photosynthesis and growth of juvenile sporophytes in some Laminariales. Floating exposure of the stipes/blades is maximal from sunrise till early afternoon and seems to gradually decrease later only to drop by the dusk. Those motility changes may occur as fast as within half an hour.
Шульман С., Стюарт К.Б. Суточный ритм в направленном движении (к поверхности или в глубину) у водоросли Nereocystis luetkeana. Проведены наблюдения за растениями Nereocystis luetkeana (бурые водоросли) в прибрежных водах Тихого океана у города Виктории (Британская Колумбия, тихоокеанское побережье Северной Америки). Обнаружено, что в условиях максимального солнечного освещения (с восхода до ранних часов пополудни) водоросли систематически всплывают на поверхность, а с закатом их зеленые части погружаются в глубину (в течение примерно получаса), оставляя на поверхности газовые пузыри. Эти ежесуточные направленные перемещения (в отличие от случайных, ненаправленных, вызванных приливами, вeтрами и т.д.) не были описаны у водорослей, которые считались слишком примитивными для движений, координированных на уровне целого организма. Суточные ритмы у водорослей были известны лишь на внутриклеточном уровне: в молекулярной регуляции митозов, фотосинтеза и иногда роста спорофитов.
Keywords: bull kelp, motional circadian rhythms, phototropism, vector motility, Нереоцистис Лютке, двигательные суточные ритмы, фототропизм, направленная подвижность
References
Fuhrberg B., I. Balzer, R. Hardeland, A. Werner & K. Lüning 1996. The vertebrate pineal hormone melatonin is produced by the brown alga Pterygophora californica and mimics dark effects on growth rate in the light. Planta 200(2):125–131. CrossRef
Graham L.E. & L.W. Wilcox 2000. Algae. Prentice Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 660 pp.
Lüning K. 1991. Circannual Growth Rhythm in a Brown Alga, Pterygophora californica. Botanica Acta 104(3):157–162. CrossRef
Lüning K. 1994. Circadian growth rhythm in juvenive sporophytes of Laminariales (Phaeophyta). Journal of Phycology 30 (2):193–199. CrossRef
Pedmale U.V., R.B. Celaya & E. Liscum 2010. Phototropism: Mechanisms and Outcomes. Arabidopsis Book 8: e0125 (August 31, 2010 online).
Springer Y., C. Hays, M. Carr, M. Mackey 2007. Ecology and management of the bull kelp, Nereocystis luetkeana: A Synthesis with Recommendations for Future Research. Lenfest Ocean Program, Washingtot, DC, 48 pp.
Zhang Zh. & Sh. Pang 2007. Circadian growth rhythm of the juvenile sporophyte in brown algae. Acta Oceanologica Sinica 26(2):104–111.
|
|