Evidence is presented that climate change-induced lake warming may cause the same undesired effects as have formerly emerged from excess nutrients (eutrophication). Stronger thermal stratification and reduced mixing has favoured blooming of a toxic cyanobacterium in a large temperate lake previously thought to be successfully ‘restored’ after decades of pollution. Anthropogenic-induced changes in nutrient ratios have increased the susceptibility of large temperate lakes to several effects of rising air temperatures and the resulting heating of water bodies1. First, warming leads to stronger thermal stratification, thus impeding natural complete water turnover (holomixis), which compensates for oxygen deficits in the deep zones2,3. Second, increased water temperatures and nutrient concentrations can directly favour the growth of harmful algae4,5,6. Thus, lake-restoration programmes have focused on reducing nutrients to limit toxic algal blooms7. Here we present evidence that the ubiquitous8,9,10 harmful cyanobacterium Planktothrix rubescens has become the dominant species in a large lake during the past four decades, although the phosphorus content of the ecosystem decreased fivefold. However, the nitrogen input was not diminished concomitantly, favouring this non-N2-fixing cyanobacterium owing to increased N:P ratios10. P. rubescens contains gas vesicles that allow for buoyancy to accumulate within the depth of optimal irradiance11. As the toxic cyanobacterium has low consumption by predators12, water turnover represents the main mechanism of seasonal population control. Thus, unidirectional lake-restoration measures13 in parallel with recurrent absence of holomixis owing to lake warming may lead to similar undesired effects that have formerly emerged from fertilization.

All higher eukaryotes live in a relationship with diverse microorganisms which colonize their bodily surfaces; plants are no exception. However, we still lack a satisfactory understanding of how these loosely associated microbiomes with immense diversity and functional potential interact with their hosts or how these interactions shape processes within populations and ecosystems. There is considerable similarity between microbial communities colonizing plant surfaces such as roots, and those of the animal gut. This often overlooked parallel allows us to look at microbial as well as host ecophysiology from a fresh perspective. The traps of carnivorous plants are sophisticated digestive organs and interface environments between the supply and the demand for nutrients. We selected the miniature ecosystem in the traps of aquatic carnivorous Utricularia plants as our model system. By assessing the trap-associated microbial community structure, diversity, function, as well as the nutrient recycling potential of bacterivory, we gained insight into the nutrient acquisition strategies of the Utricularia hosts. We conclude that trap ecophysiological function is in many aspects highly analogous to that of the herbivore gut and centers around complex microbial consortia, which act synergistically to convert complex organic matter, often of algal origin, into a source of nutrients for the plants.