Research Paper

Key drivers influencing the colonization of periphytic ciliates and their functional role in hydrologically dynamic floodplain lake ecosystem

Facteurs clés influençant la colonisation des ciliés périphytiques et leur rôle fonctionnel dans l'écosystème d'un lac de plaine inondable hydrologiquement dynamique

¹ Department of Biology, Josip Juraj Strossmayer University of Osijek, Cara Hadrijana 8/A, 31000 Osijek, Croatia
² Department of Biology, Faculty of Science, University of Zagreb, Rooseveltov trg 6, 10000 Zagreb, Croatia
³ Vocational School Đurđevac, Dr. Ivana Kranjčeva 5, 48350 Đurđevac, Croatia

^* Corresponding author: barbara.vlaicevic@biologija.unios.hr

Received: 15 June 2021
Accepted: 12 August 2021

Abstract

We investigated the colonization process and community dynamics of periphytic ciliates in a floodplain lake. To elucidate the functional role of ciliates, we investigated variations in their functional traits during colonization. Our research revealed that ciliate colonization process differs significantly between spring and summer, mainly due to differences in water temperature and hydrological regime. The most pronounced influence of temperature-initiated differences was observed during the initial phase of colonization, during which faster colonization with different pioneer species, and more diverse and abundant ciliate community characterized the summer initial phase. Hydrological changes significantly affected periphytic communities during the intermediate and late phases, resulting in different patterns of the colonization process. Mitigation of suspended food particles during flooding periods led to a decrease in ciliate abundance and the dominance of mobile benthivore ciliates (raptorial and filter feeders), whilst during more stable periods of low water, sessile planktivores (filter feeders) that consume suspended particles, dominated. They are considered to be main representatives of periphytic ciliates in floodplain lakes, playing a significant role in the pelagic-benthic coupling. The results of the present study offer new insights into the ecology and functional role of periphytic ciliates in a floodplain ecosystems of temperate regions.

Résumé

Nous avons étudié le processus de colonisation et la dynamique des communautés de ciliés périphytiques dans un lac de plaine d'inondation. Pour élucider le rôle fonctionnel des ciliés, nous avons étudié les variations de leurs caractéristiques fonctionnelles pendant la colonisation. Nos recherches ont révélé que le processus de colonisation des ciliés diffère significativement entre le printemps et l'été, principalement en raison des différences de température de l'eau et du régime hydrologique. L'influence la plus prononcée des différences induites par la température a été observée pendant la phase initiale de la colonisation, au cours de laquelle une colonisation plus rapide avec différentes espèces pionnières, et une communauté de ciliés plus diverse et plus abondante ont caractérisé la phase initiale d'été. Les changements hydrologiques ont affecté de manière significative les communautés périphériques pendant les phases intermédiaire et tardive, entraînant des modèles différents du processus de colonisation. La réduction des particules alimentaires en suspension pendant les périodes d'inondation a conduit à une diminution de l'abondance des ciliés et à la dominance des ciliés benthivores mobiles (rapaces et filtreurs), tandis que pendant les périodes plus stables de basses eaux, les planctivores sessiles (filtreurs) qui consomment les particules en suspension, ont dominé. Ils sont considérés comme les principaux représentants des ciliés périphytiques dans les lacs de plaine, jouant un rôle important dans le couplage pélagique-benthique. Les résultats de la présente étude offrent de nouvelles perspectives sur l'écologie et le rôle fonctionnel des ciliés périphytiques dans les écosystèmes des plaines d'inondation des régions tempérées.