Sediment archives reveal irreversible shifts in plankton communities after World War II and agricultural pollution

Autor: Nicolas Briant, Véronique Loizeau, Kenneth Neil Mertens, Clément Lambert, Laure Quintric, Cyril Noël, Patrick Durand, Marie Latimier, Raffaele Siano, Sabine Schmidt, Pierre Cuzin, Malwenn Lassudrie, Aurélie Penaud, Axel Ehrhold, Julien Quere
Přispěvatelé: Unité Dyneco, Laboratoire Pelagos, Dynamiques de l'Environnement Côtier (DYNECO), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Laboratoire Environnement Ressources Bretagne Occidentale (LER-BO), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER), Laboratoire Biogéochimie des Contaminants Métalliques (LBCM), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Centre atlantique, Nantes, Biogéochimie des contaminants organiques (LBCO), UMR 5805 Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux (EPOC), Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Unité de recherche Géosciences Marines (Ifremer) (GM), IFREMER-Concarneau, Laboratoire Géosciences Océan (LGO), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer - Brest (IFREMER Centre de Bretagne), Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'Ecologie Pélagique (PELAGOS), Dynamiques des Écosystèmes Côtiers (DYNECO), Laboratoire Environnement Ressource de Bretagne Occidentale (LERBO), LITTORAL (LITTORAL), Biogéochimie et Ecotoxicologie (BE), Laboratoire Biogéochimie des Contaminants Organiques (LBCO), 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 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)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC), Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE), Géosciences Marines (GM), Laboratoire Environnement Ressource Bretagne Nord (LERBN), Université de Bretagne Sud (UBS)-Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER)-Université de Brest (UBO)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Current Biology (0960-9822) (Elsevier BV), 2021-06, Vol. 31, N. 12, P. 2682-2689.e7
Current Biology-CB
Current Biology-CB, Elsevier, 2021, ⟨10.1016/j.cub.2021.03.079⟩
Current Biology-CB, 2021, ⟨10.1016/j.cub.2021.03.079⟩
ISSN: 0960-9822
1879-0445
Popis: To evaluate the stability and resilience1 of coastal ecosystem communities to perturbations that occurred during the Anthropocene,2 pre-industrial biodiversity baselines inferred from paleoarchives are needed.3,4 The study of ancient DNA (aDNA) from sediments (sedaDNA)5 has provided valuable information about past dynamics of microbial species6, 7, 8 and communities9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 in relation to ecosystem variations. Shifts in planktonic protist communities might significantly affect marine ecosystems through cascading effects,19, 20, 21 and therefore the analysis of this compartment is essential for the assessment of ecosystem variations. Here, sediment cores collected from different sites of the Bay of Brest (northeast Atlantic, France) allowed ca. 1,400 years of retrospective analyses of the effects of human pollution on marine protists. Comparison of sedaDNA extractions and metabarcoding analyses with different barcode regions (V4 and V7 18S rDNA) revealed that protist assemblages in ancient sediments are mainly composed of species known to produce resting stages. Heavy-metal pollution traces in sediments were ascribed to the World War II period and coincided with community shifts within dinoflagellates and stramenopiles. After the war and especially from the 1980s to 1990s, protist genera shifts followed chronic contaminations of agricultural origin. Community composition reconstruction over time showed that there was no recovery to a Middle Ages baseline composition. This demonstrates the irreversibility of the observed shifts after the cumulative effect of war and agricultural pollutions. Developing a paleoecological approach, this study highlights how human contaminations irreversibly affect marine microbial compartments, which contributes to the debate on coastal ecosystem preservation and restoration.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: