1. Biodegradation of Emiliania huxleyi aggregates by a natural Mediterranean prokaryotic community under increasing hydrostatic pressure
- Author
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Frédéric A. C. Le Moigne, Kazuyo Tachikawa, Virginie Riou, Christian Tamburini, Chiara Santinelli, Dominique Lefèvre, Badr Al Ali, Stephanie Jacquet, Madeleine Goutx, J. Para, Catherine Guigue, Jean-Pierre Gattuso, Marc Garel, Institut méditerranéen d'océanologie (MIO), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Toulon (UTLN)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Laboratoire de MicrobiologiE de Géochimie et d'Ecologie Marines (LMGEM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de la Méditerranée - Aix-Marseille 2, Istituto di Biofisica [Pisa] (IBF), Consiglio Nazionale delle Ricerche [Roma] (CNR), Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), GEOMAR - Helmholtz Centre for Ocean Research [Kiel] (GEOMAR), Centre européen de recherche et d'enseignement des géosciences de l'environnement (CEREGE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Collège de France (CdF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Aix Marseille Université (AMU)-Collège de France (CdF (institution))-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Tishreen University, National Research Council of Italy | Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Helmholtz Centre for Ocean Research [Kiel] (GEOMAR), Université de la Méditerranée - Aix-Marseille 2-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut méditerranéen d'océanologie ( MIO ), Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Aix Marseille Université ( AMU ) -Université de Toulon ( UTLN ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), CE, Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Aix Marseille Université ( AMU ) -Université de Toulon ( UTLN ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Aix Marseille Université ( AMU ) -Université de Toulon ( UTLN ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Laboratoire de MicrobiologiE de Géochimie et d'Ecologie Marines ( LMGEM ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université de la Méditerranée - Aix-Marseille 2, Istituto di Biofisica, Area della Ricerca di Pisa, Via Moruzzi, 1, 56124 Pisa, Italy, Université du Québec, Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer ( OOVM ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), Centre européen de recherche et d'enseignement de géosciences de l'environnement ( CEREGE ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Aix Marseille Université ( AMU ) -Collège de France ( CdF ) -Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer (OOVM), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Collège de France (CdF (institution))-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
- Subjects
0106 biological sciences ,[ SDU.OCEAN ] Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere ,010504 meteorology & atmospheric sciences ,[SDE.MCG]Environmental Sciences/Global Changes ,Hydrostatic pressure ,Alkalinity ,Aquatic Science ,Biology ,01 natural sciences ,chemistry.chemical_compound ,Water column ,Total inorganic carbon ,Organic matter ,14. Life underwater ,[SDU.ENVI]Sciences of the Universe [physics]/Continental interfaces, environment ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,[SDU.STU.OC]Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Oceanography ,0105 earth and related environmental sciences ,Emiliania huxleyi ,chemistry.chemical_classification ,[SDU.OCEAN]Sciences of the Universe [physics]/Ocean, Atmosphere ,Atmospheric pressure ,010604 marine biology & hydrobiology ,fungi ,Geology ,biology.organism_classification ,[SDE.ES]Environmental Sciences/Environmental and Society ,[ SDE.MCG ] Environmental Sciences/Global Changes ,Calcium carbonate ,Oceanography ,chemistry ,13. Climate action ,Biological carbon pump ,Mesopelagic ,Mineral ballast ,Coccolithophorid ,Prokaryotes ,Biodegradation ,[SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology - Abstract
In the deep ocean, fluxes of particulate organic carbon (POC) and calcium carbonate are positively correlated, suggesting that CaCO3 could increase sinking particle densities and/or protect the organic matter from degradation by prokaryotes, the so called "ballast effect". Here, we used the PArticle Sinking Simulator (PASS) system to investigate the effect of increasing pressure on the biodegradation of calcifying Emiliania huxleyi aggregates. Incubations were carried out over a period of 10 days, simulating the changes in temperature and pressure in the water column of the NW Mediterranean Sea. Aggregates sinking from a depth of 200 m to 1700 m (assuming an average sinking velocity of 150 m d(-1)) were exposed to a natural mesopelagic prokaryotic community collected from 200 m. In contrast to previous studies, where silicifying diatom aggregates were used, the calcifying E. huxleyi aggregates were found to be more sensitive to degradation with increasing hydrostatic pressure (relative to constant atmospheric pressure). This was confirmed by changes in lipid composition which suggested increased cell lysis. Changes in particulate inorganic carbon and total alkalinity indicated that CaCO3 dissolution might have been faster under pressure. Increased hydrostatic pressure also had a positive effect on particle aggregation, which may compensate for the effect of increased cell lysis. Our results imply that in coccolithophorid-dominated sinking aggregates, the ballasting and protection effects of coccoliths may collapse throughout the water column. The increased aggregation potential with pressure observed in these controlled conditions, may balance the loss of mineral ballast to a certain extent, although this needs to be confirmed in situ.
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- 2018
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