Metabolic and enzymatic adaptations in northern krill, <i>Meganyctiphanes norvegica</i>, and Antarctic krill, <i>Euphausia superba</i>

Abstract

Abstract:The Antarctic krill, Euphausia superba, is restricted to the Antarctic Ocean. The northern krill, Meganyctiphanes norvegica, is extremely widely distributed from the arctic North Atlantic to the warm Mediterranean. Respiration measurements showed no seasonal differences in rates determined in krill from the thermally stable Clyde Sea (Scotland) and the cooler but variable Danish Kattegat. In the warm Ligurian Sea, where temperatures are stable, krill showed higher rates in April than in September, indicating reactions to the short but intensive productive season. Krill can passively benefit from enhancements of overall metabolism when ascending into upper, warmer water strata during their pronounced diel vertical migration. Michaelis-Menten constants (K m ) of citrate synthase (CS) were compared. In terms of respiration and enzyme regulation, krill from the Ligurian Sea stand apart: temperature and nutrition appear to be of different influence, relatable to genetic differentiation in the species. In contrast, K m of CS in E. superba is temperature independent, highlighting the species' stenothermal physiology. A basal level of activity of digestive enzymes ensures immediate utilization of patchy food sources. Specific induction, including that of chitinases, indicating omnivory in both species, underlines krill's exceptional capacity to adapt to highly variable trophic environments. Processes of moult, growth, and reproduction are locally and seasonally adjusted.Résumé : Le krill antarctique, Euphausia superba, n'habite que l'Océan antarctique, alors que le krill nordique, Meganyctiphanes norvegica, possède une répartition géographique très étendue qui va de la région arctique de l'Atlantique Nord aux eaux chaudes de la Méditerranée. Les taux respiratoires n'accusent pas de variation saisonnière chez le krill de la mer de Clyde en Écosse, un milieu à forte stabilité thermique, ni chez celui du Cattégat danois, une mer plus froide et plus changeante. Dans la mer Ligurienne, où les températures sont chaudes et stables, le krill a des taux respiratoires plus élevés en avril qu'en septembre, en réaction à la courte mais intense saison de production. Le krill peut bénéficier passivement d'un accroissement général de son métabolisme lorsqu'il se déplace vers les couches d'eau supérieures plus chaudes durant sa migration verticale quotidienne marquée. Nous avons comparé les constantes de Michaelis-Menten (K m ) de la citrate synthase (CS). En ce qui a trait à la respiration et la régulation enzymatique, le krill de la mer Ligurienne fait bande à part: la température et la nutrition semblent y avoir une influence particulière, à cause d'une différentiation génétique chez l'espèce. En revanche, la K m de la citrate synthase est indépendante de la température chez E. superba, une caractéristique physiologique d'une espèce sténotherme. Le maintien d'un niveau d'activité de base chez les enzymes digestives permet l'utilisation immédiate de ressources alimentaires à répartition contagieuse. L'induction spécifique, e...