Published February 5, 2019 | Version v1
Publication Open

Degradation of macroalgal detritus in shallow coastal Antarctic sediments

  • 1. Ghent University
  • 2. Max Planck Institute for Marine Microbiology
  • 3. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
  • 4. University of Buenos Aires
  • 5. Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung
  • 6. University of Bremen
  • 7. Bernardino Rivadavia Natural Sciences Museum
  • 8. Argentine Antarctic Institute
  • 9. Utrecht University

Description

Glaciers along the western Antarctic Peninsula are retreating at unprecedented rates, opening up sublittoral rocky substrate for colonization by marine organisms such as macroalgae. When macroalgae are physically detached due to storms or erosion, their fragments can accumulate in seabed hollows, where they can be grazed upon by herbivores or be degraded microbially or be sequestered. To understand the fate of the increasing amount of macroalgal detritus in Antarctic shallow subtidal sediments, a mesocosm experiment was conducted to track 13C- and 15N-labeled macroalgal detritus into the benthic bacterial, meiofaunal, and macrofaunal biomass and respiration of sediments from Potter Cove (King George Island). We compared the degradation pathways of two macroalgae species: one considered palatable for herbivores (the red algae Palmaria decipiens) and other considered nonpalatable for herbivores (the brown algae Desmarestia anceps). The carbon from Palmaria was recycled at a higher rate than that of Desmarestia, with herbivores such as amphipods playing a stronger role in the early degradation process of the Palmaria fragments and the microbial community taking over at a later stage. In contrast, Desmarestia was more buried in the subsurface sediments, stimulating subsurface bacterial degradation. Macrofauna probably relied indirectly on Desmarestia carbon, recycled by bacteria and microphytobenthos. The efficient cycling of the nutrients and carbon from the macroalgae supports a positive feedback loop among bacteria, microphytobenthos, and meiofaunal and macrofaunal grazers, resulting in longer term retention of macroalgal nutrients in the sediment, hence creating a food bank for the benthos.

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

Translated Description (Arabic)

تتراجع الأنهار الجليدية على طول شبه جزيرة أنتاركتيكا الغربية بمعدلات غير مسبوقة، مما يفتح الركيزة الصخرية تحت السفلى للاستعمار من قبل الكائنات البحرية مثل الطحالب الكبيرة. عندما تنفصل الطحالب الكبيرة ماديًا بسبب العواصف أو التآكل، يمكن أن تتراكم شظاياها في تجويفات قاع البحر، حيث يمكن أن ترعى عليها الحيوانات العاشبة أو تتحلل ميكروبيًا أو يتم عزلها. لفهم مصير الكمية المتزايدة من مخلفات الطحالب الكبيرة في الرواسب الضحلة تحت المد والجزر في القارة القطبية الجنوبية، أجريت تجربة الكون المتوسط لتتبع مخلفات الطحالب الكبيرة التي تحمل علامتي 13C و 15N في الكتلة الحيوية البكتيرية القاعية والحيوانية المتوسطة والحيوانية الكبيرة وتنفس الرواسب من بوتر كوف (جزيرة الملك جورج). قارنا مسارات تدهور نوعين من الطحالب الكبيرة: أحدهما يعتبر مستساغًا للحيوانات العاشبة (الطحالب الحمراء Palmaria decipiens) والآخر يعتبر غير مستساغ للحيوانات العاشبة (الطحالب البنية Desmarestia anceps). تم إعادة تدوير الكربون من Palmaria بمعدل أعلى من Desmarestia، حيث تلعب الحيوانات العاشبة مثل amphipods دورًا أقوى في عملية التحلل المبكر لشظايا Palmaria ويتولى المجتمع الميكروبي المسؤولية في مرحلة لاحقة. على النقيض من ذلك، تم دفن ديسماريشيا أكثر في الرواسب تحت السطحية، مما حفز التدهور البكتيري تحت السطحي. ربما اعتمدت الحيوانات الكبيرة بشكل غير مباشر على كربون ديسماريشيا، المعاد تدويره بواسطة البكتيريا والنباتات الدقيقة. يدعم التدوير الفعال للمغذيات والكربون من الطحالب الكبيرة حلقة تغذية مرتدة إيجابية بين البكتيريا والنباتات الدقيقة ورعاة الحيوانات المتوسطة والكبيرة، مما يؤدي إلى الاحتفاظ على المدى الطويل بالمغذيات الكبيرة في الرواسب، وبالتالي إنشاء بنك طعام للقاع.

Translated Description (French)

Les glaciers le long de la péninsule antarctique occidentale reculent à un rythme sans précédent, ouvrant un substrat rocheux sublittoral pour la colonisation par des organismes marins tels que les macroalgues. Lorsque les macroalgues sont physiquement détachées en raison des tempêtes ou de l'érosion, leurs fragments peuvent s'accumuler dans les creux des fonds marins, où elles peuvent être broutées par les herbivores, dégradées par voie microbienne ou séquestrées. Pour comprendre le sort de la quantité croissante de détritus de macroalgues dans les sédiments subtidaux peu profonds de l'Antarctique, une expérience de mésocosme a été menée pour suivre les détritus de macroalgues marqués au 13C et au 15N dans la biomasse bactérienne benthique, méiofaunique et macrofaunique et la respiration des sédiments de Potter Cove (île King George). Nous avons comparé les voies de dégradation de deux espèces de macroalgues : l'une considérée comme acceptable pour les herbivores (l'algue rouge Palmaria decipiens) et l'autre considérée comme non acceptable pour les herbivores (l'algue brune Desmarestia anceps). Le carbone de Palmaria a été recyclé à un taux plus élevé que celui de Desmarestia, les herbivores tels que les amphipodes jouant un rôle plus important dans le processus de dégradation précoce des fragments de Palmaria et la communauté microbienne prenant le relais à un stade ultérieur. En revanche, Desmarestia était plus enfoui dans les sédiments souterrains, stimulant la dégradation bactérienne souterraine. La macrofaune s'est probablement appuyée indirectement sur le carbone de Desmarestia, recyclé par les bactéries et le microphytobenthos. Le cycle efficace des nutriments et du carbone des macroalgues favorise une boucle de rétroaction positive entre les bactéries, le microphytobenthos et les brouteurs méiofauniques et macrofauniques, ce qui entraîne une rétention à plus long terme des nutriments macroalgales dans les sédiments, créant ainsi une banque alimentaire pour le benthos.

Translated Description (Spanish)

Los glaciares a lo largo de la Península Antártica occidental se están retirando a un ritmo sin precedentes, abriendo el sustrato rocoso sublitoral para la colonización por organismos marinos como las macroalgas. Cuando las macroalgas se desprenden físicamente debido a tormentas o erosión, sus fragmentos pueden acumularse en huecos del fondo marino, donde pueden ser pastoreados por herbívoros o degradados microbianamente o secuestrados. Para comprender el destino de la creciente cantidad de detritos de macroalgas en los sedimentos submareales poco profundos de la Antártida, se realizó un experimento de mesocosmo para rastrear los detritos de macroalgas marcados con 13C y 15N en la biomasa bentónica bacteriana, meiofaunal y macrofaunal y la respiración de sedimentos de Potter Cove (King George Island). Comparamos las vías de degradación de dos especies de macroalgas: una considerada apetecible para los herbívoros (el alga roja Palmaria decipiens) y otra considerada no apetecible para los herbívoros (el alga parda Desmarestia anceps). El carbono de Palmaria se recicló a una tasa más alta que el de Desmarestia, y los herbívoros como los anfípodos desempeñaron un papel más importante en el proceso de degradación temprana de los fragmentos de Palmaria y la comunidad microbiana se hizo cargo en una etapa posterior. Por el contrario, Desmarestia estaba más enterrada en los sedimentos del subsuelo, estimulando la degradación bacteriana del subsuelo. La macrofauna probablemente dependía indirectamente del carbono de Desmarestia, reciclado por bacterias y microfitobentos. El ciclo eficiente de los nutrientes y el carbono de las macroalgas respalda un ciclo de retroalimentación positiva entre las bacterias, los microfitobentos y los herbívoros meiofaunales y macrofaunales, lo que resulta en una retención a largo plazo de los nutrientes de las macroalgas en el sedimento, creando así un banco de alimentos para el bentos.

Files

lno.11125.pdf

Files (15.9 kB)

⚠️ 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:f9f407640e67710c41b3b0a943a792f6
15.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تدهور مخلفات الطحالب الكبيرة في الرواسب الساحلية الضحلة في أنتاركتيكا
Translated title (French)
Dégradation des détritus de macroalgues dans les sédiments côtiers peu profonds de l'Antarctique
Translated title (Spanish)
Degradación de detritos de macroalgas en sedimentos antárticos costeros poco profundos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2914582128
DOI
10.1002/lno.11125

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W10595337
  • https://openalex.org/W1481646446
  • https://openalex.org/W15082349
  • https://openalex.org/W154301794
  • https://openalex.org/W1581742643
  • https://openalex.org/W1592315393
  • https://openalex.org/W1895508744
  • https://openalex.org/W1970461208
  • https://openalex.org/W1976422609
  • https://openalex.org/W1983662377
  • https://openalex.org/W1984510896
  • https://openalex.org/W1984745929
  • https://openalex.org/W1986784885
  • https://openalex.org/W1991302317
  • https://openalex.org/W1991486826
  • https://openalex.org/W1997397721
  • https://openalex.org/W1998094836
  • https://openalex.org/W1998853605
  • https://openalex.org/W2001367483
  • https://openalex.org/W2002284010
  • https://openalex.org/W2006414125
  • https://openalex.org/W2007622486
  • https://openalex.org/W2009251917
  • https://openalex.org/W2009505168
  • https://openalex.org/W2012212991
  • https://openalex.org/W2012792340
  • https://openalex.org/W2015573096
  • https://openalex.org/W2018285978
  • https://openalex.org/W2019421568
  • https://openalex.org/W2021602096
  • https://openalex.org/W2023771992
  • https://openalex.org/W2024843368
  • https://openalex.org/W2025919255
  • https://openalex.org/W2026075047
  • https://openalex.org/W2029048327
  • https://openalex.org/W2029758027
  • https://openalex.org/W2030429307
  • https://openalex.org/W2038572329
  • https://openalex.org/W2040099077
  • https://openalex.org/W2052297764
  • https://openalex.org/W2053934608
  • https://openalex.org/W2058678482
  • https://openalex.org/W2061321862
  • https://openalex.org/W2069728347
  • https://openalex.org/W2073819706
  • https://openalex.org/W2077437892
  • https://openalex.org/W2080602465
  • https://openalex.org/W2083022694
  • https://openalex.org/W2087239435
  • https://openalex.org/W2090988541
  • https://openalex.org/W2093446163
  • https://openalex.org/W2094535246
  • https://openalex.org/W2094912447
  • https://openalex.org/W2100984315
  • https://openalex.org/W2101893616
  • https://openalex.org/W2102882172
  • https://openalex.org/W2108399444
  • https://openalex.org/W2108720428
  • https://openalex.org/W2117832738
  • https://openalex.org/W2120759308
  • https://openalex.org/W2122946019
  • https://openalex.org/W2126866662
  • https://openalex.org/W2130723382
  • https://openalex.org/W2132110550
  • https://openalex.org/W2132465265
  • https://openalex.org/W2134522878
  • https://openalex.org/W2138971014
  • https://openalex.org/W2141825870
  • https://openalex.org/W2142553338
  • https://openalex.org/W2145369134
  • https://openalex.org/W2152311269
  • https://openalex.org/W2159356973
  • https://openalex.org/W2168167902
  • https://openalex.org/W2171250466
  • https://openalex.org/W2177125976
  • https://openalex.org/W2178183414
  • https://openalex.org/W2300552860
  • https://openalex.org/W2313413692
  • https://openalex.org/W2333022931
  • https://openalex.org/W2348123830
  • https://openalex.org/W2463361367
  • https://openalex.org/W2516496847
  • https://openalex.org/W2519624182
  • https://openalex.org/W2524540513
  • https://openalex.org/W2562731218
  • https://openalex.org/W2610128824
  • https://openalex.org/W2625762925
  • https://openalex.org/W2750461773
  • https://openalex.org/W2780328116
  • https://openalex.org/W2799762471
  • https://openalex.org/W2903964235
  • https://openalex.org/W2950193569
  • https://openalex.org/W628825482