The Population Biology of Large Brown Seaweeds: Ecological Consequences of Multiphase Life Histories in Dynamic Coastal Environments

Abstract

Seaweed population biology has received far less attention than trophic dynamics, yet is critically important in establishing and maintaining algal communities. Complex life histories of habitat-forming kelps and fucoids, including spores, gametophytes, gametes, and microscopic and macroscopic benthic stages, must be considered within the context of their highly dynamic nearshore environments. We evaluate differences within and between kelps and fucoids in life histories as they affect population biology; dispersal and potential limitations in population establishment; macroscopic stages and variations in survival and longevity affecting stand structure; and microscopic stage responses to disturbance and variation in the physical environment. We suggest that the commonly made comparisons of seaweeds with terrestrial seed plants are misleading because of large differences in morphology, environments, and the ephemeral nature of propagule banks in the sea. We conclude that progress in understanding algal populations depends on better knowledge of microscopic stages and on feedback through density-dependent reproductive processes, dispersal, and settlement.

Interactions of daylength, temperature and nutrients affect thresholds for life stage transitions in the kelp Laminaria digitata (Phaeophyceae)

“…The Laminariales exhibit an obligate heteromorphic life cycle that alternates between microscopic stages (spores, gametophytes, gametes and microscopic sporophytes) and macroscopic sporophytes (reviewed in Lüning 1990, Schiel andFoster 2006). Mature diploid sporophytes release haploid spores that settle and develop into dioecious (i.e.…”

“…Microscopic stages determine recruitment success but are highly susceptible to various environmental perturbations (e.g. Wiencke et al 2006, Fredersdorf et al 2009) and thus are considered the most critical stages impacting species distributional limits (reviewed in Schiel andFoster 2006, Oppliger et al 2012). Microscopic kelp stages are exposed to different environmental conditions than their macroscopic sporophytes as they are probably growing in the very shaded sub-canopy of parental plants or endo-/epiphytically (Garbary et al 1999, Lane andSaunders 2005).…”

Recovery Pattern and Seasonal Dynamics of Kelp Species, Ecklonia cava Population Formed Following the Large-scale Disturbance

“…특히, 다년생 해조류의 개체군 변동양상은 연령 또는 크기 구조 파악을 통해서 비교적 정확하게 예측할 수 있다(Arenas and Fernández, 2000; Rivera and Scrosati, 2006). 개체군 변동의 척도인 개체군의 생육밀도, 생물량과 형태적 특징은 주로 수중광량, 수온과 파도와 같은 환경적 요인에 의해서 영향을 받는 것으로 알려져 있다 (Schiel and Foster, 2006). 그러나, 한국 연안에 생육하는 대형갈조류의 주 요 개체군과 환경적 요인과의 연관성에 대한 연구는 매우 부족한 실정이다 (Kang et al, 2001;Kim and Yoo, 2003).…”

“…그러나, 한국 연안에 생육하는 대형갈조류의 주 요 개체군과 환경적 요인과의 연관성에 대한 연구는 매우 부족한 실정이다 (Kang et al, 2001;Kim and Yoo, 2003). 또한, 대부분의 개체군 변동에 관한 연구는 계절적 변동과 연간 변이를 반영할 수 없는 1년 이내의 기간 동안 진행되어서 개체군 동태를 해석하는데 심각한 오류를 범할 수 있다 (Scrosati, 2001;Schiel and Foster, 2006;Sousa-Dias and Melo, 2008). 따라서 개체군 동태에 관한 연 구는 이들에 대한 이해력과 예측력을 높이고 해당 종의 보존 및 복원 정책을 수립하기 위해서 장기적으로 진행되어야 한다 (Dayton et al, 1984;Terawaki et al, 2001).…”

“…Pterygophora californica, Laminaria species, Macrocystis pyrifera, Ecklonia species)의 가 입은 해양저서생태계가 유지되는데 매우 중요한 요소로 작용한다 (Schiel and Foster, 2006). 일반적으로 다시마목(Laminariales)에 속 하는 대형갈조류의 가입은 계절적인 영향보다는 어떤 요인에 의해서 일시적으로 대량 발생(stochastic event)하는 양상을 보인다 (Graham et al, 1997;Levitt et al, 2002;Rothman et al, 2006;Schiel and Thompson, 2012).…”