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O fitoplâncton frequentemente enfrenta o dilema de viver em gradientes contrastantes de dois recursos essenciais: luz que é fornecida de cima e nutrientes que frequentemente são fornecidos de baixo. Em colunas de água pouco misturadas, as algas podem estar distribuídas de forma heterogênea, com camadas finas de biomassa encontradas na superfície, em profundidade ou na superfície do sedimento. Aqui, mostramos que esses padrões podem resultar da competição intraespecífica por luz e nutrientes. Primeiro, apresentamos soluções numéricas de um modelo de reação-difusão-táxis do fitoplâncton, nutrientes e luz. Argumentamos que o fitoplâncton móvel pode formar uma camada fina sob condições pouco misturadas. Em seguida, analisamos um modelo teórico de jogos relacionado que trata a profundidade de uma camada fina de fitoplâncton como a estratégia. A estratégia evolutivamente estável é a profundidade na qual o fitoplâncton é igualmente limitado por ambos os recursos, desde que a camada esteja restrita à coluna de água. A camada se torna mais rasa com um aumento na oferta de nutrientes e mais profunda com um aumento na oferta de luz. Para níveis baixos de nutrientes, baixa atenuação de fundo e colunas de água rasas ocorre uma camada bentônica; para níveis intermediários de nutrientes em colunas de água profundas, ocorre um máximo de clorofila profundo; e para altos níveis de nutrientes, ocorre uma espuma na superfície. Esses padrões gerais estão em acordo com observações de campo. Assim, este modelo pode explicar muitos padrões de distribuição de algas encontrados em ecossistemas aquáticos pouco misturados.
Klausmeier et al. (Qui,) estudaram esta questão.