Project

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Phytoplankton diversity and ecosystem functioning: connecting biomass production to nutrient uptake

English title Phytoplankton diversity and ecosystem functioning: connecting biomass production to nutrient uptake
Applicant Venail Patrick
Number 166342
Funding scheme Project funding (Div. I-III)
Research institution Institut F.-A. Forel Université de Genève
Institution of higher education University of Geneva - GE
Main discipline Ecology
Start/End 01.04.2016 - 31.03.2018
Approved amount 70'000.00
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All Disciplines (3)

Discipline
Ecology
Environmental Research
Other disciplines of Environmental Sciences

Keywords (5)

Freshwater systems; Phytoplankton; Biomass production; Nutrient uptake; Biodiversity

Lay Summary (French)

Lead
Le phytoplancton est un acteur majeur du fonctionnement des systèmes d’eau douce. Pourtant, on connait très peu l’importance de sa diversité sur l’absorption de nutriments et la production de biomasse. Le projet vise à mieux comprendre ce lien.
Lay summary

Contenu et objectifs du travail de recherche

L’objectif est de générer une compréhension détaillée de l'influence de la biodiversité du phytoplancton sur la production de la biomasse. Nous travaillons avec les algues microscopiques d'eau douce car elles sont à la base des fonctions clés de l'écosystème aquatique et leur diversité est très sensible aux changements environnementaux. Nous manquons encore d’une compréhension mécaniste de cette relation que nous croyons peut être réalisé en connectant la production de biomasse de phytoplancton à l'absorption des nutriments. Ce projet comprend d’abord une revue exhaustive de la littérature sur les études expérimentales reliant la diversité du phytoplancton au fonctionnement des écosystèmes. Puis, le projet inclus une série d'expériences en microcosme dans des conditions de laboratoire hautement contrôlées où nous allons directement manipuler différentes facettes de la diversité des microalgues et mesurer leurs effets sur la production de la biomasse et l'absorption des nutriments. En couplant les informations sur l'absorption des nutriments avec l'étude de la nature et la force des interactions entre les espèces nous nous attendons à obtenir une compréhension des mécanismes déterminant l'influence de la diversité du phytoplancton sur le fonctionnement des écosystèmes.

Contexte scientifique et social du projet de recherche

Ce projet relève de la recherche fondamentale, utilisant comme modèle le phytoplancton d’eau douce. La diversité biologique est primordiale pour le maintien du bon fonctionnement des écosystèmes et l’approvisionnement des services dont l’humanité a besoin. Aujourd’hui il est nécessaire de mieux connaître comment les différentes facettes de la diversité affectent le fonctionnement des écosystèmes.

Direct link to Lay Summary Last update: 29.03.2016

Responsible applicant and co-applicants

Publications

Publication
Biodiversity ecosystem functioning research in freshwater phytoplankton: A comprehensive review of trait-based studies
Venail Patrick (2017), Biodiversity ecosystem functioning research in freshwater phytoplankton: A comprehensive review of trait-based studies, in Advances in Oceanography and Limnology, 8(2): 179-186, 179-186.
La ecología de la restauración y su contribución a la recuperación de la funcionalidad y los servicios ecosistémicos
Venail Patrick (2017), La ecología de la restauración y su contribución a la recuperación de la funcionalidad y los servicios ecosistémicos, in Aguirre Nikolay, Maita Juan Mazon Marina (ed.), 86-95.

Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
Eawag Switzerland (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Publication
Universidad Nacional de Loja Ecuador (South America)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results
- Research Infrastructure
- Exchange of personnel

Scientific events

Active participation

Title Type of contribution Title of article or contribution Date Place Persons involved
ESA 2017 meeting Talk given at a conference Linking phytoplankton biodiversity to resource use efficiency and biomass production in freshwater lentic systems 07.08.2017 Potland, United States of America Venail Patrick;
ASLO 2017 Aquatic Sciences Meeting Talk given at a conference CURRENT STATE OF FRESHWATER PHYTOPLANKTON DIVERSITY AND ECOSYSTEM FUNCTIONING RESEARCH 26.02.2017 Honolulu, Hawaii, United States of America Venail Patrick;
ASLO 2017 Aquatic Sciences Meeting Poster FRESHWATER PHYTOPLANKTON DIVERSITY AND ECOSYSTEM FUNCTIONING RESEARCH 26.02.2017 Honolulu, Hawaii, United States of America Venail Patrick;
Biology 17 Talk given at a conference Functional, not phylogenetic similarity determines the nature and strength of species interactions among grasslands in the Tibetan Plateau 02.02.2017 Berne, Switzerland Venail Patrick;
PHYTOPLANKTON DIVERSITY IN FRESHWATER (LAKE) ECOSYSTEMS Individual talk PHYTOPLANKTON DIVERSITY IN FRESHWATER (LAKE) ECOSYSTEMS 06.10.2016 Amsterdam, Netherlands Venail Patrick;
RESTAURACIÓN DEL PAISAJE EN LATINOAMÉRICA: EXPERIENCIAS Y PERSPECTIVAS FUTURAS Talk given at a conference La ecología de la restauración y su contribución a la recuperación de la funcionalidad y los servicios ecosistémicos 04.04.2016 Loja, Ecuador Venail Patrick;


Abstract

Aim - The aim of this proposal is to understand how the taxonomic, functional and phylogenetic diversity of phytoplankton assemblages influence their nutrient uptake capacities and what the consequences for biomass production are. Conceptual advances - Overall, our goal is to generate a mechanistic understanding of the influence of phytoplankton biodiversity on biomass production by incorporating a nutrient uptake component. This would reveal which changes in the diversity and composition of phytoplankton communities have a higher impact on their functioning. We focus our study on freshwater microscopic algae because they underlie key aquatic ecosystem functions and their diversity and composition are very sensitive to environmental change. While the study of the influence of phytoplankton diversity on ecosystem functioning is not new, most studies have been focused on species richness and biomass production as unique measures of diversity and ecosystem functioning respectively. Moreover, we still miss a proper mechanistic understanding of this relationship that we believe can be achieved by connecting phytoplankton biomass production to nutrient uptake. Data-synthesis approach - Our proposal includes an exhaustive review of the literature on experimental studies linking phytoplankton diversity to ecosystem functioning. This would lead us to the compilation of an extensive database that we know firsthand will be dominated by species richness a single metric of diversity. We will complement this database with information about the functional and phylogenetic diversity of each phytoplankton community and analyze how these other facets of diversity relate to biomass production. Experimental approach - Our proposal consists mainly in performing a series of microcosm experiments under highly controlled laboratory conditions where we will directly manipulate the taxonomic, phylogenetic and functional diversity of microalgae and measure their effects on biomass production and nutrient uptake. By coupling nutrient uptake information to the study of the nature and strength of species interactions we expect to achieve an innovative mechanistic understanding of the influence of phytoplankton diversity on ecosystem functioning.
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