Back to Search Start Over

Relative Influence of Plastic Debris Size and Shape, Chemical Composition and Phytoplankton-Bacteria Interactions in Driving Seawater Plastisphere Abundance, Diversity and Activity

Authors :
Cheng, Jingguang
Jacquin, Justine
Conan, Pascal
Pujo-Pay, Mireille
Barbe, Valérie
George, Matthieu
Fabre, Pascale
Bruzaud, Stéphane
Ter Halle, Alexandra
Meistertzheim, Anne-Leila
Ghiglione, Jean-François
Laboratoire d'Océanographie Microbienne (LOMIC)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire océanologique de Banyuls (OOB)
Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Biologie François JACOB (JACOB)
Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA))
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Laboratoire Charles Coulomb (L2C)
Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Recherche Dupuy de Lôme (IRDL)
Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT-FR 2599)
Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)
Observatoire océanologique de Banyuls (OOB)
Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Observatoire océanologique de Banyuls (OOB)
École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Institut Ecologie et Environnement (INEE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
SMODD - Systèmes Moléculaires Organisés et Développement Durable (SMODD)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées
Source :
Frontiers in Microbiology, Frontiers in Microbiology, Frontiers Media, 2021, 11, pp.610231. ⟨10.3389/fmicb.2020.610231⟩, Frontiers in Microbiology, 2021, 11, pp.610231. ⟨10.3389/fmicb.2020.610231⟩, Frontiers in Microbiology, Vol 11 (2021)
Publication Year :
2021
Publisher :
HAL CCSD, 2021.

Abstract

International audience; The thin film of life that inhabits all plastics in the oceans, so-called “plastisphere,” has multiple effects on the fate and impacts of plastic in the marine environment. Here, we aimed to evaluate the relative influence of the plastic size, shape, chemical composition, and environmental changes such as a phytoplankton bloom in shaping the plastisphere abundance, diversity and activity. Polyethylene (PE) and polylactide acid (PLA) together with glass controls in the forms of meso-debris (18 mm diameter) and large-microplastics (LMP; 3 mm diameter), as well as small-microplastics (SMP) of 100 μm diameter with spherical or irregular shapes were immerged in seawater during 2 months. Results of bacterial abundance (confocal microscopy) and diversity (16S rRNA Illumina sequencing) indicated that the three classical biofilm colonization phases (primo-colonization after 3 days; growing phase after 10 days; maturation phase after 30 days) were not influenced by the size and the shape of the materials, even when a diatom bloom (Pseudo-nitzschia sp.) occurred after the first month of incubation. However, plastic size and shape had an effect on bacterial activity (3H leucine incorporation). Bacterial communities associated with the material of 100 μm size fraction showed the highest activity compared to all other material sizes. A mature biofilm developed within 30 days on all material types, with higher bacterial abundance on the plastics compared to glass, and distinct bacterial assemblages were detected on each material type. The diatom bloom event had a great impact on the plastisphere of all materials, resulting in a drastic change in diversity and activity. Our results showed that the plastic size and shape had relatively low influence on the plastisphere abundance, diversity, and activity, as compared to the plastic composition or the presence of a phytoplankton bloom.

Details

Language :
English
ISSN :
1664302X
Database :
OpenAIRE
Journal :
Frontiers in Microbiology, Frontiers in Microbiology, Frontiers Media, 2021, 11, pp.610231. ⟨10.3389/fmicb.2020.610231⟩, Frontiers in Microbiology, 2021, 11, pp.610231. ⟨10.3389/fmicb.2020.610231⟩, Frontiers in Microbiology, Vol 11 (2021)
Accession number :
edsair.pmid.dedup....c18f8c3b131a00af632b463918c4c74a