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Olivier F, Gaillard B, Thébault J, Meziane T, Tremblay R, Dumont D, Bélanger S, Gosselin M, Jolivet A, Chauvaud L, Martel AL, Rysgaard S, Olivier AH, Pettré J, Mars J, Gerber S, Archambault P. Shells of the bivalve Astarte moerchi give new evidence of a strong pelagic-benthic coupling shift occurring since the late 1970s in the North Water polynya. Philos Trans A Math Phys Eng Sci 2020; 378:20190353. [PMID: 32862812 PMCID: PMC7481671 DOI: 10.1098/rsta.2019.0353] [Citation(s) in RCA: 2] [Impact Index Per Article: 0.5] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 05/12/2023]
Abstract
Climate changes in the Arctic may weaken the currently tight pelagic-benthic coupling. In response to decreasing sea ice cover, arctic marine systems are expected to shift from a 'sea-ice algae-benthos' to a 'phytoplankton-zooplankton' dominance. We used mollusc shells as bioarchives and fatty acid trophic markers to estimate the effects of the reduction of sea ice cover on the food exported to the seafloor. Bathyal bivalve Astarte moerchi living at 600 m depth in northern Baffin Bay reveals a clear shift in growth variations and Ba/Ca ratios since the late 1970s, which we relate to a change in food availability. Tissue fatty acid compositions show that this species feeds mainly on microalgae exported from the euphotic zone to the seabed. We, therefore, suggest that changes in pelagic-benthic coupling are likely due either to local changes in sea ice dynamics, mediated through bottom-up regulation exerted by sea ice on phytoplankton production, or to a mismatch between phytoplankton bloom and zooplankton grazing due to phenological change. Both possibilities allow a more regular and increased transfer of food to the seabed. This article is part of the theme issue 'The changing Arctic Ocean: consequences for biological communities, biogeochemical processes and ecosystem functioning'.
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Affiliation(s)
- Frédéric Olivier
- Laboratoire de ‘Biologie des Organismes et Écosystèmes Aquatiques' (BOREA), Muséum national d'Histoire naturelle, Sorbonne Université, Université de Caen Normandie, Université des Antilles, Centre National de la Recherche Scientifique, Institut de Recherche pour le Développement-207, CP53, 61 rue Buffon, 75005 Paris, France
- MNHN, Station Marine de Concarneau, place de la croix BP 225, 29182 Concarneau, France
- e-mail:
| | - Blandine Gaillard
- Institut des sciences de la mer de Rimouski, Université du Québec à Rimouski, 310 Allée des Ursulines, Rimouski, Québec, CanadaG5 L 3A1
| | - Julien Thébault
- Institut Universitaire Européen de la Mer, Unité Mixte de Recherche ‘Laboratoire des sciences de l'environnement marin’ (LEMAR, UMR 6539), Centre National de la Recherche Scientifique, Institut de Recherche pour le Développement, Université de Bretagne Occidentale, Technopôle Brest-Iroise, rue Dumont d'Urville, 29280 Plouzané, France
| | - Tarik Meziane
- Laboratoire de ‘Biologie des Organismes et Écosystèmes Aquatiques' (BOREA), Muséum national d'Histoire naturelle, Sorbonne Université, Université de Caen Normandie, Université des Antilles, Centre National de la Recherche Scientifique, Institut de Recherche pour le Développement-207, CP53, 61 rue Buffon, 75005 Paris, France
| | - Réjean Tremblay
- Institut des sciences de la mer de Rimouski, Université du Québec à Rimouski, 310 Allée des Ursulines, Rimouski, Québec, CanadaG5 L 3A1
| | - Dany Dumont
- Institut des sciences de la mer de Rimouski, Université du Québec à Rimouski, 310 Allée des Ursulines, Rimouski, Québec, CanadaG5 L 3A1
| | - Simon Bélanger
- Département de biologie, chimie et géographie, Université du Québec à Rimouski, Québec-Océans et BORÉAS, 300 Allée des Ursulines, Rimouski, Québec, CanadaG5L 3A1
| | - Michel Gosselin
- Institut des sciences de la mer de Rimouski, Université du Québec à Rimouski, 310 Allée des Ursulines, Rimouski, Québec, CanadaG5 L 3A1
| | - Aurélie Jolivet
- Institut Universitaire Européen de la Mer, Unité Mixte de Recherche ‘Laboratoire des sciences de l'environnement marin’ (LEMAR, UMR 6539), Centre National de la Recherche Scientifique, Institut de Recherche pour le Développement, Université de Bretagne Occidentale, Technopôle Brest-Iroise, rue Dumont d'Urville, 29280 Plouzané, France
- TBM Environnement/SOMME, 2 rue de Suède, Bloc 03, 56000 Auray, France
| | - Laurent Chauvaud
- Institut Universitaire Européen de la Mer, Unité Mixte de Recherche ‘Laboratoire des sciences de l'environnement marin’ (LEMAR, UMR 6539), Centre National de la Recherche Scientifique, Institut de Recherche pour le Développement, Université de Bretagne Occidentale, Technopôle Brest-Iroise, rue Dumont d'Urville, 29280 Plouzané, France
| | - André L. Martel
- Zoology Section (Malacology), Canadian Museum of Nature, PO Box 3443, Station D, Ottawa, Ontario, CanadaK1P 6P4
| | - Søren Rysgaard
- Greenland Climate Research Centre, Greenland Institute of Natural Resources, Kivioq 2, PO Box 570, 3900 Nuuk, Greenland
- Centre for Earth Observation Science, CHR Faculty of Environment Earth and Resources, University of Manitoba, 499 Wallace Building, Winnipeg, CanadaMB R3T 2N2
- Arctic Research Centre, Aarhus University, C. F. Møllers Alle 8, 8000 Aarhus C, Denmark
| | | | - Julien Pettré
- Université de Rennes, Inria, CNRS, IRISA, M2S, 35000 Rennes, France
| | - Jérôme Mars
- Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, GIPSA-Lab, 38000 Grenoble, France
| | - Silvain Gerber
- Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, GIPSA-Lab, 38000 Grenoble, France
| | - Philippe Archambault
- Institut des sciences de la mer de Rimouski, Université du Québec à Rimouski, 310 Allée des Ursulines, Rimouski, Québec, CanadaG5 L 3A1
- Arcticnet, Québec Océans, Takuvik, Département de biologie, Université Laval, 1045, avenue de la Médecine, Laval, Québec, CanadaG1 V 0A6
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