1. Trophic position increases with thermocline depth in yellowfin and bigeye tuna across the Western and Central Pacific Ocean
- Author
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Aurore Receveur, Lydie I. E. Couturier, Heidi Pethybridge, Jean-Marie Munaron, Elodie Vourey, Yves Letourneur, Patrick Raimbault, Brittany S. Graham, Tsuguo Otake, Sophie Bonnet, Eric Feunteun, Laura Tremblay-Boyer, Valerie Allain, Anne Lorrain, Petra M. Kuhnert, Christophe E. Menkès, Brian P. V. Hunt, Martine Rodier, Bruno Leroy, Benoit Lebreton, Patrick Houssard, David Point, Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (LEMAR) (LEMAR), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Insulaire du Vivant et de l'Environnement (LIVE), Université de la Nouvelle-Calédonie (UNC), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Pacific community (SPC), National Institute of Water and Atmospheric Research [Wellington] (NIWA), Processus de couplage à Petite Echelle, Ecosystèmes et Prédateurs Supérieurs (PEPS), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CSIRO Marine and Atmosphere Research [Hobart], Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation [Canberra] (CSIRO), Géosciences Environnement Toulouse (GET), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-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-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), University of British Columbia (UBC), Institut méditerranéen d'océanologie (MIO), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Aix Marseille Université (AMU)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - 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UMRi 7266 (LIENSs), Université de La Rochelle (ULR)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), The University of Tokyo (UTokyo), GOPS HISPANIC, PACIMER, the Pacific Fund VACOPA project, Government of New Caledonia, BIOPELAGOS project funded by the European Union BEST 2.0 Programme, ANR-10-LABX-0019,LabexMER,LabexMER Marine Excellence Research: a changing ocean(2010), Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (LEMAR) ( LEMAR ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université de Brest ( UBO ) -Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer ( IFREMER ) -Institut Universitaire Européen de la Mer ( IUEM ), Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Université de Brest ( UBO ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Université de Brest ( UBO ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ), Laboratoire Insulaire du Vivant et de l'Environnement ( LIVE ), Université de la Nouvelle-Calédonie, Secretariat of the Pacific Community ( Secretariat of the Pacific Community ), Secretariat of the Pacific Community, National Institute of Water and Atmospheric Research [Wellington] ( NIWA ), Processus de couplage à Petite Echelle, Ecosystèmes et Prédateurs Supérieurs ( PEPS ), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques ( LOCEAN ), Muséum National d'Histoire Naturelle ( MNHN ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Muséum National d'Histoire Naturelle ( MNHN ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Institut national des sciences de l'Univers ( INSU - CNRS ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), CISRO Oceans and Atmosphere, Géosciences Environnement Toulouse ( GET ), Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), University of British Columbia ( UBC ), 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 ), Institut de Recherche pour le Développement ( IRD [Polynésie] ), Ecosystèmes Insulaires Océaniens (UMR 241) ( EIO ), Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer ( IFREMER ) -Institut Louis Malardé [Papeete] ( ILM ), Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Université de la Polynésie Française ( UPF ), Biologie des Organismes et Ecosystèmes Aquatiques ( BOREA ), Université de Caen Normandie ( UNICAEN ), Normandie Université ( NU ) -Normandie Université ( NU ) -Muséum National d'Histoire Naturelle ( MNHN ) -Institut de Recherche pour le Développement ( IRD ) -Université Pierre et Marie Curie - 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CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-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)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - 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- Subjects
0106 biological sciences ,Delta ,Yellowfin tuna ,010504 meteorology & atmospheric sciences ,Mesopelagic zone ,Depth of the 20°C isotherm ,Bigeye tuna ,Aquatic Science ,01 natural sciences ,[ SDV.EE ] Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment ,Isoscapes Bigeye tuna ,Compound-specific isotope analysis ,14. Life underwater ,ComputingMilieux_MISCELLANEOUS ,0105 earth and related environmental sciences ,Trophic level ,[SDV.EE]Life Sciences [q-bio]/Ecology, environment ,POM ,biology ,Depth of the 20 degrees C isotherm ,010604 marine biology & hydrobiology ,Nitrogen isotopes ,ACL ,Biochemical markers ,food and beverages ,Geology ,biology.organism_classification ,Food web ,Amino acid ,Fishery ,Oceanography ,[SDE.BE]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology ,Tuna ,Thermocline ,human activities - Abstract
International audience; Estimates of trophic position are used to validate ecosystem models and understand food web structure. A consumer's trophic position can be estimated by the stable nitrogen isotope values (delta N-15) of its tissue, once the baseline isotopic variability has been accounted for. Our study established the first data-driven baseline delta N-15 isoscape for the Western and Central Pacific Ocean using particulate organic matter. Bulk delta N-15 analysis on 1039 muscle tissue of bigeye and yellowfin tuna were conducted together with amino acid compound-specific delta N-15 analysis (AA-CSIA) on a subset of 21 samples. Both particulate organic matter and tuna bulk delta N-15 values varied by more than 10 parts per thousand across the study area. Fine-scaled trophic position maps were constructed and revealed higher tuna trophic position (by similar to 1) in the southern latitudes compared to the equator. AA-CSIA confirmed these spatial patterns for bigeye and, to a lesser extent, yellowfin tuna. Using generalized additive models, spatial variations of tuna trophic positions were mainly related to the depth of the 20 degrees C isotherm, a proxy for the thermocline behavior, with higher tuna trophic position estimates at greater thermocline depths. We hypothesized that a deeper thermocline would increase tuna vertical habitat and access to mesopelagic prey of higher trophic position. Archival tagging data further suggested that the vertical habitat of bigeye tuna was deeper in the southern latitudes than at the equator. These results suggest the importance of thermocline depth in influencing tropical tuna diet, which affects their vulnerability to fisheries, and may be altered by climate change.
- Published
- 2017