Guidi, Lionel, Brum, Jennifer R, Coelho, Luis Pedro, Espinoza, Julio Cesar Ignacio, Malviya, Shruti, Sunagawa, Shinichi, Dimier, Céline, Kandels-Lewis, Stefanie, Picheral, Marc, Poulain, Julie, Searson, Sarah, Chaffron, Samuel, Tara Oceans Consortium Coordinators, Stemmann, Lars, Not, Fabrice, Hingamp, Pascal, Speich, Sabrina, Follows, Mick, Karp-Boss, Lee, Boss, Emmanuel, Ogata, Hiroyuki, Pesant, Stephane, Bittner, Lucie, Weissenbach, Jean, Wincker, Patrick, Acinas, Silvia G, Bork, Peer, de Vargas, Colomban, Iudicone, Daniele, Sullivan, Matthew B, Raes, Jeroen, Karsenti, Eric, Bowler, Chris, Eveillard, Damien, Gorsky, Gabriel, Larhlimi, Abdelhalim, Roux, Simon, Darzi, Youssef, Audic, Stephane, Berline, Léo, Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV), 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)-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), Department of Oceanography, University of Hawai‘i [Mānoa] (UHM), Department of Applied Biological Sciences (DBIT), Department of Microbiology and Immunology, Rega Institute, Institut de Biologie Paris Seine (IBPS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), 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), Adaptation et diversité en milieu marin (AD2M), Station biologique de Roscoff [Roscoff] (SBR), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Informatique de Nantes Atlantique (LINA), Mines Nantes (Mines Nantes)-Université de Nantes (UN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut méditerranéen d'océanologie (MIO), 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), Biological Oceanography Division, CSIR National Institute of Oceanography [India] (NIO), Department of Ecology and Evolutionary Biology [University of Arizona], University of Arizona, Ohio State University [Columbus] (OSU), Evolution des Protistes et Ecosystèmes Pélagiques (EPEP), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Station biologique de Roscoff [Roscoff] (SBR), Structural and Computational Biology, European Molecular Biology Laboratory [Heidelberg] (EMBL), Directors’ Research European Molecular Biology, Institut de Génomique d'Evry (IG), Université Paris-Saclay-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)-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), Diversité et Interactions au sein du Plancton Océanique (DIPO), Information génomique et structurale (IGS), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Météorologie Dynamique (UMR 8539) (LMD), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-École polytechnique (X)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Département des Géosciences - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL), Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences [MIT, Cambridge] (EAPS), Massachusetts Institute of Technology (MIT), School of Marine Sciences, University of Maine, Institute for Chemical Research, Kyoto University, Center for Marine Environmental Sciences [Bremen] (MARUM), Universität Bremen, Data Publisher for Earth and Environmental Science (PANGAEA), University of Bremen, 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), Institute of Marine Sciences / Institut de Ciències del Mar [Barcelona] (ICM), Consejo Superior de Investigaciones Científicas [Madrid] (CSIC), Max Delbrück Centre for Molecular Medicine, Stazione Zoologica Anton Dohrn (SZN), Massachusetts Institute of Technology. Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences, Follows, Michael J, HAL-UPMC, Gestionnaire, Department of Bio-engineering Sciences, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sorbonne Université (SU)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Département de Biologie - ENS Paris, École normale supérieure - Paris (ENS Paris), 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 Paris), 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), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Mines Nantes (Mines Nantes)-Université de Nantes (UN), Department of Ecology and Evolutionary Biology, Institut de Biologie François JACOB (JACOB), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay, Département des Géosciences - ENS Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-École normale supérieure - Paris (ENS Paris), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École des Ponts ParisTech (ENPC)-École polytechnique (X)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC), Kyoto University [Kyoto], Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université d'Évry-Val-d'Essonne (UEVE), and Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS)
Guidi, Lionel ... et al.-- 16 pages, 4 figures, supplementary information https://dx.doi.org/10.1038/nature16942 .-- This article is contribution number 34 of Tara Oceans, The biological carbon pump is the process by which CO 2 is transformed to organic carbon via photosynthesis, exported through sinking particles, and finally sequestered in the deep ocean. While the intensity of the pump correlates with plankton community composition, the underlying ecosystem structure driving the process remains largely uncharacterized. Here we use environmental and metagenomic data gathered during the Tara Oceans expedition to improve our understanding of carbon export in the oligotrophic ocean. We show that specific plankton communities, from the surface and deep chlorophyll maximum, correlate with carbon export at 150 m and highlight unexpected taxa such as Radiolaria and alveolate parasites, as well as Synechococcus and their phages, as lineages most strongly associated with carbon export in the subtropical, nutrient-depleted, oligotrophic ocean. Additionally, we show that the relative abundance of a few bacterial and viral genes can predict a significant fraction of the variability in carbon export in these regions, We thank the commitment of the following people and sponsors: CNRS (in particular Groupement de Recherche GDR3280), European Molecular Biology Laboratory (EMBL), Genoscope/CEA, VIB, Stazione Zoologica Anton Dohrn, UNIMIB, Fund for Scientific Research – Flanders, Rega Institute, KU Leuven, The French Ministry of Research, the French Government ‘Investissements d’Avenir’ programmes OCEANOMICS (ANR-11-BTBR-0008), FRANCE GENOMIQUE (ANR-10-INBS-09-08), MEMO LIFE (ANR-10-LABX-54), PSL* Research University (ANR-11-IDEX-0001-02), ANR (projects POSEIDON/ANR-09-BLAN-0348, PHYTBACK/ANR-2010-1709-01, PROMETHEUS/ANR-09-PCS-GENM-217, TARA-GIRUS/ANR-09-PCS-GENM-218, SAMOSA, ANR-13-ADAP-0010), European Union FP7 (MicroB3/No.287589, ERC Advanced Grant Award to C.B. (Diatomite: 294823), Gordon and Betty Moore Foundation grant (#3790 and #2631) and the UA Technology and Research Initiative Fund and the Water, Environmental, and Energy Solutions Initiative to M.B.S., the Italian Flagship Program RITMARE to D.I., the Spanish Ministry of Science and Innovation grant CGL2011-26848/BOS MicroOcean PANGENOMICS to S.G.A., TANIT (CONES 2010-0036) from the Agència de Gestió d'Ajusts Universitaris i Reserca to S.G.A., JSPS KAKENHI grant number 26430184 to H.O., and FWO, BIO5, Biosphere 2 to M.B.S. We also thank the support and commitment of Agnès b. and Etienne Bourgois, the Veolia Environment Foundation, Region Bretagne, Lorient Agglomeration, World Courier, Illumina, the EDF Foundation, FRB, the Prince Albert II de Monaco Foundation, the Tara schooner and its captains and crew. We thank MERCATOR-CORIOLIS and ACRI-ST for providing daily satellite data during the expedition. We are also grateful to the French Ministry of Foreign Affairs for supporting the expedition and to the countries who graciously granted sampling permissions