Some cope better than others Increasingly, research is revealing how organisms may, or may not, adapt to a changing climate. Understanding the limitations placed by a species's physiology can help to determine whether it has an immediate potential to deal with rapid change. Many studies have looked at physiological tolerance to climate change in fishes, with results indicating a range of responses. Dahlke et al. conducted a meta-analysis to explore how life stage may influence a species's ability to tolerate temperature change (see the Perspective by Sunday). They found that embryos and breeding adult fishes are much more susceptible to temperature change than those in other life stages and that this factor must therefore be considered in evaluations of susceptibility. Science , this issue p. 65 ; see also p. 35

Amphibians and fishes play a central role in shaping the structure and function of freshwater environments. These organisms have a limited capacity to disperse across different habitats and the thermal buffer offered by freshwater systems is small. Understanding determinants and patterns of their physiological sensitivity across life history is, therefore, imperative to predicting the impacts of climate change in freshwater systems. Based on a systematic literature review including 345 experiments with 998 estimates on 96 amphibian (Anura/Caudata) and 93 freshwater fish species (Teleostei), we conducted a quantitative synthesis to explore phylogenetic, ontogenetic, and biogeographic (thermal adaptation) patterns in upper thermal tolerance (CTmax) and thermal acclimation capacity (Acclimation Response Ratio, ARR) as well as the influence of the methodology used to assess these thermal traits using a conditional inference tree analysis. We found globally consistent patterns in CTmax and ARR, with phylogeny (taxa/order), experimental methodology, climatic origin, and life stage as significant determinants of thermal traits. The analysis demonstrated that CTmax does not primarily depend on the climatic origin but on experimental acclimation temperature and duration, and life stage. Higher acclimation temperatures and longer acclimation times led to higher CTmax values, whereby Anuran larvae revealed a higher CTmax than older life stages. The ARR of freshwater fishes was more than twice that of amphibians. Differences in ARR between life stages were not significant. In addition to phylogenetic differences, we found that ARR also depended on acclimation duration, ramping rate, and adaptation to local temperature variability. However, the amount of data on early life stages is too small, methodologically inconsistent, and phylogenetically unbalanced to identify potential life cycle bottlenecks in thermal traits. We therefore propose methods to improve the robustness and comparability of CTmax/ARR data across species and life stages, which is crucial for the conservation of freshwater biodiversity under climate change.

Unicellular eukaryotic plankton communities (protists) are the major basis of the marine food web. The spring bloom is especially important, because of its high biomass. However, it is poorly described how the protist community composition in Arctic surface waters develops from winter to spring. We show that mixotrophic and parasitic organisms are prominent in the dark winter period. The transition period toward the spring bloom event was characterized by a high relative abundance of mixotrophic dinoflagellates, while centric diatoms and the haptophyte Phaeocystis pouchetii dominated the successive phototrophic spring bloom event during the study. The data shows a continuous community shift from winter to spring, and not just a dormant spring community waiting for the right environmental conditions. The spring bloom initiation commenced while sea ice was still scattering and absorbing the sunlight, inhibiting its penetration into the water column. The initial increase in fluorescence was detected relatively deep in the water column at ~55 m depth at the halocline, at which the photosynthetic cells accumulated, while a thick layer of snow and sea ice was still obstructing sunlight penetration of the surface water. This suggests that water column stratification and a complex interplay of abiotic factors eventually promote the spring bloom initiation.