Experimental investigation of the effects of phytoplankton diversity on ecosystem functioning in the ocean

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15895
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 40030:Aquatic bioproduction science-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Endo Hisashi 京都大学, 化学研究所, 准教授 (80795055)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 海洋生態 / 植物プランクトン / 生物多様性 / 共起ネットワーク / 生態系機能

Outline of Final Research Achievements

Marine phytoplankton maintain high diversity by coexisting in the same environment with a variety of species that differ in morphology and physiological functions. However, less is known about the effects of the coexistence on ecosystem functioning. In this study, we evaluated the effects of multi-species coexistences on the growth dynamics of each species and the whole community using rational phytoplankton co-culture experiments designed based on field observations. As a result, we demonstrated that the coexistence of phytoplankton species promotes the growth of others through increased element use efficiency and altered gene expression.

Free Research Field

生物海洋学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

植物プランクトンは海洋における基礎生産者であり、我々が呼吸に使う酸素の約半分を生産している。一方、温暖化や海洋酸性化に代表される気候変動の進行は植物プランクトンの多様性を低下させる可能性が指摘されており、植物プランクトンの多様性と増殖動態との関係解明は急務である。本研究では、海洋観測と室内培養実験の両方を主軸として、植物プランクトンの多様性が海洋の豊かな生産力を支える鍵であることを定量的に実証した。この知見は、気候変動下における海洋保全政策の重要な判断材料となり、私達の生存基盤である地球環境の持続可能性に貢献すると考える。