An experimental study on the influence of the bloom-forming alga Gonyostomum semen (Raphidophyceae) on cladoceran species Daphnia magna

Wojciech Pęczuła, Magdalena Toporowska, Barbara Pawlik-Skowrońska, Judita Koreiviene
2017 Knowledge and Management of Aquatic Ecosystems  
The effect of the unicellular, bloom-forming alga Gonyostomum semen (Raphidiophyceae) on the survival rate and body size of Daphnia magna was tested under experimental laboratory conditions. Using samples from four humic lakes with a long history of Gonyostomum blooms, we exposed D. magna for 72 h to various Gonyostomum treatments which included homogenized biomass (frozen and fresh), live cell populations as well as lake water separated from the concentrated biomass of live cells. Filtered
more » ... water and the chlorophycean alga Stichococcus bacillaris population (homogenized biomass or live cells) we used as controls. Our study revealed that (1) frozen homogenized G. semen biomass in the concentrations typical for blooms was not harmful for Daphnia and appeared to have a nutritive effect because it supported its growth; however, Daphnia mortality occurred after exposure to fresh and highly concentrated cell homogenate containing high amount of mucilage; (2) it is unlikely that living Gonyostomum cells excrete extracellular substances harmful for Daphnia; however, dense live Gonyostomum population that formed mucilaginous aggregates immobilized Daphnia and increased its mortality. The results suggest that various interactions between G. semen and D. magna take place and may play an essential role in natural freshwater ecosystems. Keywords: algal blooms / mucilage / crustaceans / toxicity Résumé -Une étude expérimentale de l'influence de l'algue formant des efflorescences Gonyostomum semen (Raphidophyceae) sur l'espèce de cladocère Daphnia magna. L'effet de l'algue unicellulaire, formant des efflorescences, Gonyostomum semen (Raphidiophyceae) sur le taux de survie et la taille corporelle de Daphnia magna a été testé dans des conditions expérimentales de laboratoire. En utilisant des échantillons de quatre lacs humiques avec un long passé d'efflorescences de Gonyostomum, nous avons exposé D. magna pendant 72 h à différents traitements de Gonyostomum qui incluent : la biomasse homogénéisée (congelée et fraîche), des populations de cellules vivantes ainsi que l'eau du lac séparée de la biomasse concentrée de cellules vivantes. L'eau filtrée du lac et une population d'algues chlorophycées Stichococcus bacillaris (biomasse homogénéisée ou cellules vivantes) ont été utilisées comme témoins. Notre étude a révélé que : (1) la biomasse congelée homogénéisée de G. semen dans les concentrations typiques d'efflorescences n'était pas nocif pour Daphnia et semblait avoir un effet nutritif car elle a soutenu sa croissance, cependant, la mortalité de Daphnia a eu lieu après une exposition à un homogénat frais et hautement concentré de cellules contenant une grande quantité de mucilage ; (2) il est peu probable que les cellules vivantes de Gonyostomum excrètent des substances extracellulaires nocives pour Daphnia, cependant, une population vivante dense de Gonyostomum vivante qui a formé des agrégats mucilagineux a immobilisé Daphnia et a augmenté sa mortalité. Les résultats suggèrent que diverses interactions entre G. semen et D. magna ont lieu et peuvent jouer un rôle essentiel dans les écosystèmes naturels d'eau douce. Mots-clés : bloom à Gonyostomum / mucilage / Daphnia magna / toxicité
doi:10.1051/kmae/2017006 fatcat:qv27x5opjfcftcpwwsqyggfi2u