Role of morphological and ecological traits in environmental adaptation and resource competition of diatoms

Abstract

Diatoms are among the most successful photosynthetic protists due to high species richness, broad ecological range, and rapid diversification. This thesis examines how their ecological and morphological traits contribute to evolutionary success. It focuses on frustule function, reproductive strategies, and habitat-specific traits influencing survival, dispersal, and specialization. The silicified frustule provides protection, nutrient transport, and light manipulation, but also introduces trade-offs between defense, position in the water column, and growth. The evolution of the raphe in pennate diatoms enabled movement and active mate searching, likely contributing to their rapid radiation. Diatoms show strong environmental adaptations. In plankton, vertical positioning and photoprotective mechanisms help maintain access to light and nutrients. In benthic and terrestrial habitats, they manage stress through EPS production, adhesion, and dormancy. Trait combinations often reflect environmental pressures more than phylogeny, suggesting similar adaptations in unrelated taxa. Many traits, including signaling, frustule optics, and dormancy, remain poorly understood. Diatoms succeed not through a single innovation, but through evolutionary flexibility and the ability to respond to pressure via...

Rozsivky patří mezi nejúspěšnější skupiny fotosyntetizujících protist díky vysoké druhové bohatosti, širokému ekologickému rozpětí a rychlé diverzifikaci. Tato práce zkoumá, jak jejich ekologické a morfologické znaky přispívají k jejich evolučnímu úspěchu. Zaměřuje se na funkce frustuly, rozmnožovací strategie a vlastnosti specifické pro určité prostředí, které ovlivňují přežití, šíření a specializaci. Silicifikovaná frustula zajišťuje ochranu, transport živin a manipulaci se světlem, ale zároveň přináší kompromisy mezi obranou, polohou ve vodním sloupci a růstem. Evoluce raphe u penátních rozsivek umožnila pohyb a aktivní vyhledávání partnera, což zřejmě přispělo k jejich rychlé radiaci. Rozsivky vykazují výrazné adaptace na konkrétní prostředí. V planktonu jim regulace vertikální pozice ve vodním sloupci a fotoprotektivní mechanismy, pomáhají udržet přístup ke světlu a živinám. V bentických a suchozemských podmínkách stres zvládají produkcí EPS, přilnavosti a dormance. Kombinace znaků často více odpovídají ekologickému tlaku než příbuznosti, což naznačuje shodnou adaptaci u nepříbuzných taxonů. Mnohé vlastnosti, včetně signalizace, optiky frustul a dormance, zůstávají málo prozkoumány. Rozsivky nejsou úspěšné díky jediné inovaci, ale díky své evoluční flexibilitě a schopnosti reagovat na tlak...