Published May 14, 2020 | Version v1
Publication Open

Micro- and mesozooplankton successions in an Antarctic coastal environment during a warm year

Creators

  • 1. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
  • 2. Universidad Nacional del Sur
  • 3. Argentine Antarctic Institute
  • 4. Austral University
  • 5. National University of Tierra del Fuego
  • 6. National Technological University

Description

The rapid increase in atmospheric temperature detected in the last decades in the Western Antarctic Peninsula was accompanied by a strong glacier retreat and an increase in production of melting water, as well as changes in the sea-ice dynamic. The objective of this study was to analyze the succession of micro- and mesozooplankton during a warm annual cycle (December 2010-December 2011) in an Antarctic coastal environment (Potter Cove). The biomass of zooplankton body size classes was used to predict predator-prey size relationships (i.e., to test bottom-up/top-down control effects) using a Multiple Linear Regression Analysis. The micro- and mesozooplanktonic successions were graphically analyzed to detect the influence of environmental periods (defined by the degree of glacial melting, sea-ice freezing and sea-ice melting) on coupling/uncoupling planktonic biomass curves associated to possible predator-prey size relationship scenarios. At the beginning of the glacial melting, medium and large mesozooplankton (calanoid copepods, Euphausia superba, and Salpa thompsoni) exert a top-down control on Chl-a and microzooplankton. Stratification of the water column benefitted the availability of adequate food-size (Chl-a <20) for large microzooplankton (tintinnids) development observed during fall. High abundance of omnivores mesozooplankton (Oithona similis and furcilia of E. superba) during sea-ice freezing periods would be due to the presence of available heterotrophic food under or within the sea ice. Finally, the increase in microzooplankton abundance in the middle of spring, when sea-ice melting starts, corresponded to small and medium dinoflagellates and ciliates species, which were possibly part of the biota of sea ice. If glacier retreat continues and the duration and thickness of the sea ice layer fluctuates as predicted by climate models, our results predict a future scenario regarding the zooplankton succession in Antarctic coastal environments.

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

Translated Description (Arabic)

رافق الزيادة السريعة في درجة حرارة الغلاف الجوي المكتشفة في العقود الأخيرة في شبه جزيرة أنتاركتيكا الغربية تراجع قوي في الأنهار الجليدية وزيادة في إنتاج المياه الذائبة، فضلاً عن التغيرات في ديناميكية الجليد البحري. كان الهدف من هذه الدراسة هو تحليل تعاقب العوالق الحيوانية الدقيقة والمتوسطة خلال دورة سنوية دافئة (ديسمبر 2010 - ديسمبر 2011) في بيئة ساحلية في أنتاركتيكا (بوتر كوف). تم استخدام الكتلة الحيوية لفئات حجم جسم العوالق الحيوانية للتنبؤ بالعلاقات بين حجم المفترس والفريسة (أي لاختبار تأثيرات التحكم من أسفل إلى أعلى/من أعلى إلى أسفل) باستخدام تحليل الانحدار الخطي المتعدد. تم تحليل تعاقب العوالق الدقيقة والمتوسطة بيانياً للكشف عن تأثير الفترات البيئية (التي تحددها درجة الذوبان الجليدي وتجميد الجليد البحري وذوبان الجليد البحري) على منحنيات الكتلة الحيوية للعوالق المقترنة/غير المقترنة المرتبطة بسيناريوهات العلاقة المحتملة بين حجم المفترس والفريسة. في بداية الذوبان الجليدي، تمارس العوالق المتوسطة والكبيرة (مجدافيات الأرجل الكالانويدية، Euphausia superba، و Salpa thompsoni) تحكمًا من أعلى إلى أسفل على Chl - a والعوالق الدقيقة. استفادت طبقات عمود الماء من توفر حجم غذائي كافٍ (Chl - a <20) لتطور العوالق الدقيقة الكبيرة (tintinnids) التي لوحظت خلال الخريف. إن الوفرة العالية من العوالق الحيوانية المتوسطة (Oithona similis و furcilia من E. superba) خلال فترات تجميد الجليد البحري ستكون بسبب وجود طعام غير متجانس متاح تحت أو داخل الجليد البحري. وأخيرًا، فإن الزيادة في وفرة العوالق الدقيقة في منتصف الربيع، عندما يبدأ ذوبان الجليد البحري، تتوافق مع أنواع السوطيات الصغيرة والمتوسطة والأهداب، والتي ربما كانت جزءًا من الكائنات الحية للجليد البحري. إذا استمر تراجع الأنهار الجليدية وتذبذبت مدة وسمك طبقة الجليد البحري كما تنبأت النماذج المناخية، فإن نتائجنا تتنبأ بسيناريو مستقبلي فيما يتعلق بتعاقب العوالق الحيوانية في البيئات الساحلية في أنتاركتيكا.

Translated Description (French)

L'augmentation rapide de la température atmosphérique détectée au cours des dernières décennies dans la péninsule antarctique occidentale s'est accompagnée d'un fort recul des glaciers et d'une augmentation de la production d'eau de fonte, ainsi que de changements dans la dynamique de la glace de mer. L'objectif de cette étude était d'analyser la succession du micro- et du mésozooplancton au cours d'un cycle annuel chaud (décembre 2010-décembre 2011) dans un environnement côtier antarctique (Potter Cove). La biomasse des classes de taille corporelle du zooplancton a été utilisée pour prédire les relations prédateur-proie (c.-à-d. pour tester les effets de contrôle ascendants/descendants) à l'aide d'une analyse de régression linéaire multiple. Les successions micro- et mésozooplanctoniques ont été analysées graphiquement pour détecter l'influence des périodes environnementales (définies par le degré de fonte des glaciers, le gel de la glace de mer et la fonte de la glace de mer) sur les courbes de biomasse planctonique de couplage/découplage associées à d'éventuels scénarios de relation prédateur-proie. Au début de la fonte glaciaire, le mésozooplancton moyen et grand (copépodes calanoïdes, Euphausia superba et Salpa thompsoni) exerce un contrôle descendant sur le Chl-a et le microzooplancton. La stratification de la colonne d'eau a favorisé la disponibilité d'une taille de nourriture adéquate (Chl-a <20) pour le développement du grand microzooplancton (tintinnidés) observé à l'automne. Une forte abondance de mésozooplancton omnivore (Oithona similis et furcilia d'E. superba) pendant les périodes de gel de la glace de mer serait due à la présence de nourriture hétérotrophe disponible sous ou dans la glace de mer. Enfin, l'augmentation de l'abondance du microzooplancton au milieu du printemps, lorsque la fonte des glaces de mer commence, correspond à des espèces de petits et moyens dinoflagellés et ciliés, qui faisaient peut-être partie du biote de la glace de mer. Si le recul des glaciers se poursuit et que la durée et l'épaisseur de la couche de glace de mer fluctuent comme prévu par les modèles climatiques, nos résultats prédisent un scénario futur concernant la succession du zooplancton dans les environnements côtiers de l'Antarctique.

Translated Description (Spanish)

El rápido aumento de la temperatura atmosférica detectado en las últimas décadas en la Península Antártica Occidental estuvo acompañado por un fuerte retroceso de los glaciares y un aumento en la producción de agua derretida, así como cambios en la dinámica del hielo marino. El objetivo de este estudio fue analizar la sucesión de micro y mesozooplancton durante un ciclo anual cálido (diciembre 2010-diciembre 2011) en un entorno costero antártico (Potter Cove). La biomasa de las clases de tamaño corporal del zooplancton se utilizó para predecir las relaciones entre el tamaño del depredador y la presa (es decir, para probar los efectos de control de abajo hacia arriba/de arriba hacia abajo) utilizando un análisis de regresión lineal múltiple. Las sucesiones micro y mesozooplanctónicas se analizaron gráficamente para detectar la influencia de los períodos ambientales (definidos por el grado de fusión glacial, la congelación del hielo marino y la fusión del hielo marino) en las curvas de biomasa planctónica de acoplamiento/desacoplamiento asociadas a posibles escenarios de relación de tamaño de depredador-presa. Al comienzo de la fusión glacial, el mesozooplancton mediano y grande (copépodos calanoides, Euphausia superba y Salpa thompsoni) ejerce un control de arriba hacia abajo sobre Chl-a y el microzooplancton. La estratificación de la columna de agua benefició la disponibilidad de un tamaño de alimento adecuado (Chl-a <20) para el desarrollo de microzooplancton grande (tintínidos) observado durante el otoño. La alta abundancia de mesozooplancton omnívoro (Oithona similis y furcilia de E. superba) durante los períodos de congelación del hielo marino se debería a la presencia de alimentos heterótrofos disponibles debajo o dentro del hielo marino. Finalmente, el aumento de la abundancia de microzooplancton a mediados de la primavera, cuando comienza el derretimiento del hielo marino, correspondió a especies pequeñas y medianas de dinoflagelados y ciliados, que posiblemente formaban parte de la biota del hielo marino. Si el retroceso de los glaciares continúa y la duración y el espesor de la capa de hielo marino fluctúan según lo predicho por los modelos climáticos, nuestros resultados predicen un escenario futuro con respecto a la sucesión de zooplancton en los ambientes costeros antárticos.

Files

journal.pone.0232614&type=printable.pdf

Files (3.1 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:d5fa45ca9f09e9793efed1e1b1594530
3.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تعاقب العوالق الدقيقة والمتوسطة في بيئة ساحلية في أنتاركتيكا خلال سنة دافئة
Translated title (French)
Successions de micro et mésozooplancton dans un environnement côtier antarctique pendant une année chaude
Translated title (Spanish)
Sucesiones de micro y mesozooplancton en un entorno costero antártico durante un año cálido

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3024517670
DOI
10.1371/journal.pone.0232614

Is supplement to
https://openalex.org/W4385064415 (Other)
https://openalex.org/W3133585898 (Other)
https://openalex.org/W3126258741 (Other)
https://openalex.org/W2283884227 (Other)
https://openalex.org/W2257947953 (Other)
https://openalex.org/W2142394595 (Other)
https://openalex.org/W2034695662 (Other)
https://openalex.org/W1971837631 (Other)
https://openalex.org/W1676419462 (Other)
https://openalex.org/W14281700 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1509673633
  • https://openalex.org/W1510907767
  • https://openalex.org/W1516370651
  • https://openalex.org/W1941419144
  • https://openalex.org/W1965456724
  • https://openalex.org/W1965968996
  • https://openalex.org/W1968896678
  • https://openalex.org/W1969981234
  • https://openalex.org/W1971090065
  • https://openalex.org/W1986098491
  • https://openalex.org/W1993885999
  • https://openalex.org/W1997186660
  • https://openalex.org/W1997482815
  • https://openalex.org/W1999105725
  • https://openalex.org/W2000445697
  • https://openalex.org/W2000492704
  • https://openalex.org/W2015682783
  • https://openalex.org/W2017362680
  • https://openalex.org/W2018174288
  • https://openalex.org/W2018679059
  • https://openalex.org/W2023771992
  • https://openalex.org/W2035513511
  • https://openalex.org/W2036186499
  • https://openalex.org/W2043046374
  • https://openalex.org/W2046172335
  • https://openalex.org/W2053179718
  • https://openalex.org/W2057214237
  • https://openalex.org/W2058277838
  • https://openalex.org/W2062384046
  • https://openalex.org/W2066855190
  • https://openalex.org/W2070651201
  • https://openalex.org/W2080621302
  • https://openalex.org/W2086935265
  • https://openalex.org/W2091924144
  • https://openalex.org/W2092281169
  • https://openalex.org/W2094453644
  • https://openalex.org/W2094474548
  • https://openalex.org/W2095081744
  • https://openalex.org/W2102313897
  • https://openalex.org/W2102797850
  • https://openalex.org/W2104585544
  • https://openalex.org/W2108839864
  • https://openalex.org/W2109337598
  • https://openalex.org/W2114628556
  • https://openalex.org/W2124653640
  • https://openalex.org/W2134788165
  • https://openalex.org/W2143182887
  • https://openalex.org/W2147175710
  • https://openalex.org/W2147547928
  • https://openalex.org/W2160259862
  • https://openalex.org/W2161668461
  • https://openalex.org/W2168480396
  • https://openalex.org/W2323393217
  • https://openalex.org/W2329529435
  • https://openalex.org/W2413703447
  • https://openalex.org/W2484817568
  • https://openalex.org/W2561821655
  • https://openalex.org/W2669448309
  • https://openalex.org/W2737939374
  • https://openalex.org/W2768725813
  • https://openalex.org/W2800250948
  • https://openalex.org/W564834274