Published July 26, 2021 | Version v1
Publication Open

Rapid ecosystem-scale consequences of acute deoxygenation on a Caribbean coral reef

Description

Abstract Loss of oxygen in the global ocean is accelerating due to climate change and eutrophication, but how acute deoxygenation events affect tropical marine ecosystems remains poorly understood. Here we integrate analyses of coral reef benthic communities with microbial community sequencing to show how a deoxygenation event rapidly altered benthic community composition and microbial assemblages in a shallow tropical reef ecosystem. Conditions associated with the event precipitated coral bleaching and mass mortality, causing a 50% loss of live coral and a shift in the benthic community that persisted a year later. Conversely, the unique taxonomic and functional profile of hypoxia-associated microbes rapidly reverted to a normoxic assemblage one month after the event. The decoupling of ecological trajectories among these major functional groups following an acute event emphasizes the need to incorporate deoxygenation as an emerging stressor into coral reef research and management plans to combat escalating threats to reef persistence.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يتسارع فقدان الأكسجين في المحيط العالمي بسبب تغير المناخ والمغذيات، ولكن كيف تؤثر أحداث نزع الأكسجين الحادة على النظم الإيكولوجية البحرية الاستوائية لا تزال غير مفهومة. هنا ندمج تحليلات المجتمعات القاعية للشعاب المرجانية مع تسلسل المجتمع الميكروبي لإظهار كيف أدى حدث نزع الأكسجين إلى تغيير سريع في تكوين المجتمع القاعي والتجمعات الميكروبية في نظام بيئي للشعاب المرجانية الاستوائية الضحلة. أدت الظروف المرتبطة بالحدث إلى تبييض المرجان والوفيات الجماعية، مما تسبب في فقدان 50 ٪ من المرجان الحي وتحول في المجتمع القاعي الذي استمر بعد عام. على العكس من ذلك، فإن المظهر التصنيفي والوظيفي الفريد للميكروبات المرتبطة بنقص الأكسجة عاد بسرعة إلى تجمع طبيعي للأكسجين بعد شهر واحد من الحدث. يؤكد فصل المسارات البيئية بين هذه المجموعات الوظيفية الرئيسية بعد حدث حاد على الحاجة إلى دمج نزع الأكسجين كضغط ناشئ في خطط أبحاث وإدارة الشعاب المرجانية لمكافحة التهديدات المتصاعدة لاستمرار الشعاب المرجانية.

Translated Description (French)

Résumé La perte d'oxygène dans l'océan mondial s'accélère en raison du changement climatique et de l'eutrophisation, mais la façon dont les événements de désoxygénation aiguë affectent les écosystèmes marins tropicaux reste mal comprise. Nous intégrons ici des analyses des communautés benthiques des récifs coralliens avec le séquençage des communautés microbiennes pour montrer comment un événement de désoxygénation a rapidement modifié la composition des communautés benthiques et les assemblages microbiens dans un écosystème de récifs tropicaux peu profonds. Les conditions associées à l'événement ont précipité le blanchiment des coraux et la mortalité massive, entraînant une perte de 50 % de coraux vivants et un changement dans la communauté benthique qui a persisté un an plus tard. Inversement, le profil taxinomique et fonctionnel unique des microbes associés à l'hypoxie est rapidement redevenu un assemblage normoxique un mois après l'événement. Le découplage des trajectoires écologiques entre ces principaux groupes fonctionnels à la suite d'un événement aigu souligne la nécessité d'intégrer la désoxygénation en tant que facteur de stress émergent dans les plans de recherche et de gestion des récifs coralliens pour lutter contre les menaces croissantes à la persistance des récifs.

Translated Description (Spanish)

Resumen La pérdida de oxígeno en el océano global se está acelerando debido al cambio climático y la eutrofización, pero la forma en que los eventos de desoxigenación aguda afectan los ecosistemas marinos tropicales sigue siendo poco conocida. Aquí integramos análisis de comunidades bentónicas de arrecifes de coral con secuenciación de comunidades microbianas para mostrar cómo un evento de desoxigenación alteró rápidamente la composición de la comunidad bentónica y los conjuntos microbianos en un ecosistema de arrecife tropical poco profundo. Las condiciones asociadas con el evento precipitaron el blanqueamiento de corales y la mortalidad masiva, causando una pérdida del 50% de corales vivos y un cambio en la comunidad bentónica que persistió un año después. Por el contrario, el perfil taxonómico y funcional único de los microbios asociados a la hipoxia revirtió rápidamente a un ensamblaje normóxico un mes después del evento. El desacoplamiento de las trayectorias ecológicas entre estos principales grupos funcionales después de un evento agudo enfatiza la necesidad de incorporar la desoxigenación como un factor estresante emergente en los planes de investigación y manejo de los arrecifes de coral para combatir las crecientes amenazas a la persistencia de los arrecifes.

Files

s41467-021-24777-3.pdf.pdf

Files (2.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:aedcf5d1171d910a3ba65053c476fae8
2.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
عواقب سريعة على نطاق النظام الإيكولوجي لنزع الأكسجين الحاد على الشعاب المرجانية في منطقة البحر الكاريبي
Translated title (French)
Conséquences rapides à l'échelle de l'écosystème de la désoxygénation aiguë sur un récif corallien des Caraïbes
Translated title (Spanish)
Rápidas consecuencias a escala del ecosistema de la desoxigenación aguda en un arrecife de coral del Caribe

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3070971032
DOI
10.1038/s41467-021-24777-3

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Panama

References

  • https://openalex.org/W1542162133
  • https://openalex.org/W1947451958
  • https://openalex.org/W1951724000
  • https://openalex.org/W1952026831
  • https://openalex.org/W1952803961
  • https://openalex.org/W1958058086
  • https://openalex.org/W1966872871
  • https://openalex.org/W1981843572
  • https://openalex.org/W1992601320
  • https://openalex.org/W1998767819
  • https://openalex.org/W2002861656
  • https://openalex.org/W2004619429
  • https://openalex.org/W2024709479
  • https://openalex.org/W2026777696
  • https://openalex.org/W2034285706
  • https://openalex.org/W2036897871
  • https://openalex.org/W2037326429
  • https://openalex.org/W2042515533
  • https://openalex.org/W2045204781
  • https://openalex.org/W2056279562
  • https://openalex.org/W2062348017
  • https://openalex.org/W2064553113
  • https://openalex.org/W2069200950
  • https://openalex.org/W2071584576
  • https://openalex.org/W2073672902
  • https://openalex.org/W2075421824
  • https://openalex.org/W2103901746
  • https://openalex.org/W2104009989
  • https://openalex.org/W2110117799
  • https://openalex.org/W2110417468
  • https://openalex.org/W2113679889
  • https://openalex.org/W2119859604
  • https://openalex.org/W2130231032
  • https://openalex.org/W2130509491
  • https://openalex.org/W2131271579
  • https://openalex.org/W2132446930
  • https://openalex.org/W2132926880
  • https://openalex.org/W2143485490
  • https://openalex.org/W2145406894
  • https://openalex.org/W2152885278
  • https://openalex.org/W2157261994
  • https://openalex.org/W2159482845
  • https://openalex.org/W2159858369
  • https://openalex.org/W2160258211
  • https://openalex.org/W2160554582
  • https://openalex.org/W2170551349
  • https://openalex.org/W2337747100
  • https://openalex.org/W2397246897
  • https://openalex.org/W2401404581
  • https://openalex.org/W2564755845
  • https://openalex.org/W2597848358
  • https://openalex.org/W2613802059
  • https://openalex.org/W2614081736
  • https://openalex.org/W2619701599
  • https://openalex.org/W2774194684
  • https://openalex.org/W2774486220
  • https://openalex.org/W2781567654
  • https://openalex.org/W2793874740
  • https://openalex.org/W2889019390
  • https://openalex.org/W2889939491
  • https://openalex.org/W2911533287
  • https://openalex.org/W2939615846
  • https://openalex.org/W2949420657
  • https://openalex.org/W2950964375
  • https://openalex.org/W2951254987
  • https://openalex.org/W2951464304
  • https://openalex.org/W2981246161
  • https://openalex.org/W2993492454
  • https://openalex.org/W2999385684
  • https://openalex.org/W3004728976
  • https://openalex.org/W3005235420
  • https://openalex.org/W3014480380
  • https://openalex.org/W3016121739
  • https://openalex.org/W3017345107
  • https://openalex.org/W3040402013
  • https://openalex.org/W3070971032
  • https://openalex.org/W3103759684
  • https://openalex.org/W3105339002
  • https://openalex.org/W3120584419
  • https://openalex.org/W4294216483