1. Insights into biotic and abiotic modulation of ocean mesopelagic communities
- Author
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Manoela C. Brandão, Sarah Searson, Florian Kokoszka, Nicolas Henry, Matthew B. Sullivan, Yawouvi Dodji Soviadan, Lars Stemmann, Hiroyuki Ogata, Juan José Pierella Karlusich, Céline Dimier, Stephane Pesant, Hisashi Endo, Dean R. Vik, Janaina Rigonato, Chris Bowler, Samuel Chaffron, Olivier Jaillon, Eric Karsenti, Ahmed A. Zayed, Daniele Iudicone, Julie Poulain, Shinichi Sunagawa, Marko Budinich, Karine Labadie, Alejandro A. Murillo, Marion Gehlen, Paul Frémont, Fabien Lombard, Ann C. Gregory, Peer Bork, Stefanie Kandels, Patrick Wincker, Colomban de Vargas, Marc Picheral, Damien Eveillard, Génomique métabolique (UMR 8030), Genoscope - Centre national de séquençage [Evry] (GENOSCOPE), Université Paris-Saclay-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)-Université Paris-Saclay-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)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Adaptation et diversité en milieu marin (ADMM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Station biologique de Roscoff (SBR), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Structural and Computational Biology Unit, European Molecular Biology Laboratory, 69117 Heidelberg, Germany, 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), Institut de biologie de l'ENS Paris (IBENS), Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Department of Microbiology, The Ohio state university, Bioinformatics Center, Institute for Chemical Research, Kyoto University, Kyoto University, Stazione Zoologica Anton Dohrn (SZN), Global Oceans Systems Ecology & Evolution - Tara Oceans (GOSEE), Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Aix Marseille Université (AMU)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE)-Université de Toulon (UTLN)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Nord])-Ecole Normale Supérieure Paris-Saclay (ENS Paris Saclay)-European Molecular Biology Laboratory (EMBL)-École Centrale de Nantes (Nantes Univ - ECN), Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ)-Université australe du Chili, Center for Marine Environmental Sciences [Bremen] (MARUM), Universität Bremen, Data Publisher for Earth and Environmental Science (PANGAEA), University of Bremen, Department of Bioinformatics, Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU), Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Centrale de Nantes (Nantes Univ - 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UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST)
- Subjects
0106 biological sciences ,Biogeochemical cycle ,Mesopelagic zone ,[INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH] ,pan-oceanic expedition ,Oxygen minimum zone ,010603 evolutionary biology ,01 natural sciences ,03 medical and health sciences ,oxygen minimum zone ,mesopelagic community ,Ecosystem ,14. Life underwater ,030304 developmental biology ,Abiotic component ,0303 health sciences ,Ecology ,fungi ,plankton ,Marine habitats ,Pelagic zone ,15. Life on land ,Plankton ,[SDV.BIBS]Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM] ,13. Climate action ,metabarcoding ,Environmental science ,[INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM] ,[SDV.EE.IEO]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment/Symbiosis - Abstract
Marine plankton mitigate anthropogenic greenhouse gases, modulate biogeochemical cycles, and provide fishery resources. Plankton is distributed across a stratified ecosystem of sunlit surface waters and a vast, though understudied, mesopelagic ‘dark ocean’. In this study, we mapped viruses, prokaryotes, and pico-eukaryotes across 32 globally-distributed cross-depth samples collected during the Tara Oceans Expedition, and assessed their ecologies. Based on depth and O2 measurements, we divided the marine habitat into epipelagic, oxic mesopelagic, and oxygen minimum zone (OMZ) eco-regions. We identified specific communities associated with each marine habitat, and pinpoint environmental drivers of dark ocean communities. Our results indicate that water masses primarily control mesopelagic community composition. Through co-occurrence network inference and analysis, we identified signature communities strongly associated with OMZ eco-regions. Mesopelagic communities appear to be constrained by a combination of factors compared to epipelagic communities. Thus, variations in a given abiotic factor may cause different responses in sunlit and dark ocean communities. This study expands our knowledge about the ecology of planktonic organisms inhabiting the mesopelagic zone.
- Published
- 2022