Abstract
To study the physiological adaptation (shift-up) of phytoplankton under the simulated upwelling conditions, nitrate uptake capacity of Dunaliella tertiolecta batch culture was measured in the laboratory using the stable isotope $^{15}N-KNO_3$. Contrary to the expected, there was no significant relationship between the maximum $V_{NO3}$ (nitrogen specific nitrate uptake rate) and the initial nitrate concentration. However, there was a strong relationship between the maximum $\rho_{NO3}$ (nitrate transport rate) and the initial nitrate concentration of $<25\;{\mu}M$, which was also influenced by the physiological status of the culture. The increase in $V_{NO3}$ was mainly due to the increase in PON (particulate organic nitrogen) concentration and partly due to the increase in $V_{NO3}$. When the phytoplankton population was severely shifted-down, the physiological adaptation of nitrate uptake was significantly inhibited at high initial nitrate concentrations. The timing of the maximum $V_{NO3}$ or $\rho_{NO3}$ was related to the initial nitrate concentration. At higher initial nitrate concentrations, maxima in $V_{NO3}$ and $\rho_{NO3}$ occurred 1 or 2 days later than at lower nitrate concentrations. This relationship was the opposite to the prediction from the shift-up model of Zimmerman et al. (1987), The shift-up process is apparently controlled by an internal time sequence and the initial nitrate concentration, but the magnitude of $V_{NO3}$ was affected little by changes in nitrate concentration.
식물 플랑크톤의 인위적인 용승조건 하에서 생리적 적응 (shift-up)을 알아보기 위하여, 안정동위원소인 $^{15}N-KNO_3$를 이용하여 실험실에서 Dunaliella tertiolecta의 질산염 흡수 능력을 측정하였다. 그 결과 예상과는 달리 최대 질소비 질산염 흡수 속도 $(V_{NO3})$와 초기 질산염 농도 사이에는 유의성 있는 상관관계가 나타나지 않았다. 그러나 최대 질산염 운반 속도 $(\rho_{NO3})$와 $25\;{\mu}M$ 이하의 초기 질산염 농도 사이에는 강한 상관성이 나타났으며, 이는 배양 세포의 생리적인 상태에 의한 영향에도 기인한다. $\rho_{NO3}$의 증가는 주로 입자성 유기 질소 농도의 증가와 함께 부분적으로는 $V_{NO3}$의 증가에 기인한다. 식물 플랑크톤 개체군이 심하게 shift-down되었을 경우 질산염 흡수의 생리적 적응은 높은 초기 질산염 농도에서 주목할 만큼 저해되었다. 최대 $V_{NO3}$ 또는 $\rho_{NO3}$이 나타나는 시기는 초기 질산염 농도와 관련이 있다. 높은 초기 질산염 농도에서는 $V_{NO3}$와 $\rho_{NO3}$의 최대치가 낮은 초기 질산염 농도에서보다 $1\~2$일 정도 늦게 나타났다. 이는 Zimmerman et al. (1987)의 shift-up 모델에서의 예측과 상반되는 결과이다. Shift-up 과정은 명백히 내부적인 시간순서와 초기 질산염 농도에 의하여 조절되지만, $V_{NO3}$의 크기는 질산염 농도의 변화에 거의 영향을 받지 알았다.