A community perspective on the concept of marine holobionts: current status, challenges, and future directions

Autor: Laura Núñez Pons, Alexey Vorobev, Ezequiel M. Marzinelli, Derek J. Skillings, Ehsan Kayal, François H. Lallier, Enora Briand, Eve Toulza, Tilmann Harder, Paco Cárdenas, Willem Stock, Fabrice Not, José Pintado, Johan Decelle, Marc André Selosse, Claire M. M. Gachon, Jean-Christophe Auguet, Mónica Medina, Sarah M. Griffiths, Damien Eveillard, Ulisse Cardini, Arite Bigalke, Mahasweta Saha, Catherine Leblanc, Soizic Prado, Elena Kazamia, Simon M. Dittami, Shinichi Sunagawa, Aschwin H. Engelen, Enrique Arboleda, Teresa Maria Morganti
Přispěvatelé: Laboratoire de Biologie Intégrative des Modèles Marins (LBI2M), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Station biologique de Roscoff (SBR), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Station biologique de Roscoff [Roscoff] (SBR), Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), MARine Biodiversity Exploitation and Conservation (UMR MARBEC), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Institute for Inorganic and Analytical Chemistry, Friedrich-Schiller-Universität = Friedrich Schiller University Jena [Jena, Germany], Laboratoire Phycotoxines, Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Uppsala University, Stazione Zoologica Anton Dohrn (SZN), Photosymbiose, Physiologie cellulaire et végétale (LPCV), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), 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)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA), Centre of Marine Sciences [Faro] (CCMAR), University of Algarve [Portugal], Laboratoire des Sciences du Numérique de Nantes (LS2N), Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique Bretagne-Pays de la Loire (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Combinatoire et Bioinformatique (COMBI), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Université de Nantes - UFR des Sciences et des Techniques (UN UFR ST), Scottish Marine Institute, School of Science and the Environment (Manchester Metropolitan University), University of Bremen, Station biologique de Roscoff (SBR), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de biologie de l'ENS Paris (UMR 8197/1024) (IBENS), Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-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), Pennsylvania State University (Penn State), Penn State System, Evolution and Ecology Research Centre and School of Biological, Earth and Environmental Sciences, University of New South Wales, Kensington, Sydney, NSW 2052 Australia, Singapore Centre for Environmental Life Sciences Engineering [Singapore] (SCELSE), Nanyang Technological University [Singapour], University of Sydney Institute of Marine Science (USIMS), The University of Sydney, Max Planck Institute for Marine Microbiology, Max-Planck-Gesellschaft, Molécules de Communication et Adaptation des Micro-organismes (MCAM), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Instituto de Investigaciones Marinas de Vigo, Instituto de Investigaciones Marinas, Helmholtz Center for Ocean Research, Plymouth Marine Laboratory (PML), Plymouth Marine Laboratory, Institut de Systématique, Evolution, Biodiversité (ISYEB ), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université des Antilles (UA), University of Gdańsk (UG), University of Pennsylvania, University of Ghent, Universiteit Gent = Ghent University [Belgium] (UGENT), Institute of Microbiology and Swiss Institute of Bioinformatics, Interactions Hôtes-Pathogènes-Environnements (IHPE), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Perpignan Via Domitia (UPVD), CEA / Institut de Biologie François Jacob / Génoscope, 2, Rue Gaston Crémieux, CP5706, 91057 Evry cedex, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire Phycotoxines (PHYC), Dynamiques des Écosystèmes Côtiers (DYNECO), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-École Centrale de Nantes (ECN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Combinatoire et Bioinformatique (LS2N - équipe COMBI), 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), Universiteit Gent = Ghent University (UGENT), Université de Perpignan Via Domitia (UPVD)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM), Fédération de recherche de Roscoff (FR2424), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-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
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
0106 biological sciences
010504 meteorology & atmospheric sciences
[INFO.INFO-OH]Computer Science [cs]/Other [cs.OH]
Biodiversity
DIVERSITY
lcsh:Medicine
01 natural sciences
Ecosystem services
CORAL-REEF FISH
Evolutionsbiologi
Evolution
Symbiosis
Host-microbiota interactions
Marine holobionts
Dysbiosis
SponGES
MICROORGANISMS
Sociology
0303 health sciences
Ecology
General Neuroscience
Deep-sea Sponge Grounds Ecosystems of the North Atlantic: an integrated approach towards their preservation and sustainable exploitation
Environmental resource management
General Medicine
[SDV.BIBS]Life Sciences [q-bio]/Quantitative Methods [q-bio.QM]
Holobiont
Engineering ethics
Current (fluid)
General Agricultural and Biological Sciences
Ecology (disciplines)
Complex system
Genetics and Molecular Biology
Marine Biology
BACTERIAL INTERACTIONS
Community perspective
ECOLOGY
010603 evolutionary biology
Microbiology
General Biochemistry
Genetics and Molecular Biology
03 medical and health sciences
Marine ecosystem
14. Life underwater
PLANT
030304 developmental biology
0105 earth and related environmental sciences
Evolutionary Biology
Horizon 2020
business.industry
Experimental model
010604 marine biology & hydrobiology
lcsh:R
ANIMALS
Biology and Life Sciences
Grant Agreement No 679849
MICROBIOME
13. Climate action
General Biochemistry
European Union (EU)
[INFO.INFO-BI]Computer Science [cs]/Bioinformatics [q-bio.QM]
business
[SDV.EE.IEO]Life Sciences [q-bio]/Ecology
environment/Symbiosis
Zdroj: PeerJ
PeerJ, PeerJ, 2021, 9, pp.e10911. ⟨10.7717/peerj.10911⟩
Peerj (2167-8359) (PeerJ), 2021-02, Vol. 9, P. e10911 (34p.)
PeerJ, 2021, 9, pp.e10911. ⟨10.7717/peerj.10911⟩
Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal
Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
instacron:RCAAP
PEERJ
PeerJ Preprints
Digital.CSIC. Repositorio Institucional del CSIC
instname
PeerJ, Vol 9, p e10911 (2021)
PeerJ, 9
ISSN: 2167-8359
Popis: 34 pages, 4 figures.-- Distributed under Creative Commons CC-BY 4.0
Host-microbe interactions play crucial roles in marine ecosystems. However, we still have very little understanding of the mechanisms that govern these relationships, the evolutionary processes that shape them, and their ecological consequences. The holobiont concept is a renewed paradigm in biology that can help to describe and understand these complex systems. It posits that a host and its associated microbiota with which it interacts, form a holobiont, and have to be studied together as a coherent biological and functional unit to understand its biology, ecology, and evolution. Here we discuss critical concepts and opportunities in marine holobiont research and identify key challenges in the field. We highlight the potential economic, sociological, and environmental impacts of the holobiont concept in marine biological, evolutionary, and environmental sciences. Given the connectivity and the unexplored biodiversity specific to marine ecosystems, a deeper understanding of such complex systems requires further technological and conceptual advances, e.g., the development of controlled experimental model systems for holobionts from all major lineages and the modeling of (info)chemical-mediated interactions between organisms. Here we propose that one significant challenge is to bridge cross-disciplinary research on tractable model systems in order to address key ecological and evolutionary questions. This first step is crucial to decipher the main drivers of the dynamics and evolution of holobionts and to account for the holobiont concept in applied areas, such as the conservation, management, and exploitation of marine ecosystems and resources, where practical solutions to predict and mitigate the impact of human activities are more important than ever
This paper is based on the results of a foresight workshop funded by the EuroMarine network, Sorbonne University, and the UMRs 8227 and 7144 of the Roscoff Biological Station. Ezequiel M. Marzinelli was funded by an Australian Research Council Discovery Project (DP180104041), and José Pintado Valverde was funded by the Galician Innovation Agency (IN607A 2017/4). The work of Simon M. Dittami ad Catherine Leblanc was funded by the ANR project IDEALG (ANR-10-TBR-04). Claire M.M. Gachon, Catherine Leblanc, and SimonMDittami received funding from the European Union's Horizon 2020 research and innovation program under the Marie Sklodowska-Curie grant agreement number 624575 (ALFF). The work of Fabrice Not was funded by the ANR project IMPEKAB (ANR-15-CE02-001). Ulisse Cardini was funded by the Research Council of Lithuania project INBALANCE (09.3.3-LMT-K-712-01-0069). Johan Decelle was supported by the CNRS and the ATIP-Avenir program, the LabEx GRAL (ANR-10-LABX-49-01) and Pôle Dittami et CBS from the University of Grenoble Alpes. Paco Cardenas received support from the European Union's Horizon 2020 research and innovation program through the SponGES project (grant agreement No. 679849). Elena Kazamia was funded by a Marie Curie Individual Fellowship (Horizon 2020, IRONCOMM). Aschwin H Engelen was supported by Portuguese national funds from FCT - Foundation for Science and Technology through projects UID/Multi/04326/2019 and UIDB/04326/2020
Databáze: OpenAIRE
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