The dynamical landscape of marine phytoplankton diversity

International audience Observations suggest that the landscape of marine phytoplankton assemblage might be strongly heterogeneous at the dynamical mesoscale and submesoscale (10–100 km, days to months), with potential consequences in terms of global diversity and carbon export. But these variations...

Full description

Bibliographic Details
Published in:Journal of The Royal Society Interface
Main Authors: Lévy, Marina, Jahn, Oliver, Dutkiewicz, Stephanie, Follows, Michael J., d'Ovidio, Francesco
Other Authors: Processus de couplage à Petite Echelle, Ecosystèmes et Prédateurs Supérieurs (PEPS), Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN), Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Massachusetts Institute of Technology (MIT)
Format: Article in Journal/Newspaper
Language:English
Published: HAL CCSD 2015
Subjects:
Online Access:https://hal.science/hal-01212726
https://doi.org/10.1098/rsif.2015.0481
id ftinsu:oai:HAL:hal-01212726v1
record_format openpolar
institution Open Polar
collection Institut national des sciences de l'Univers: HAL-INSU
op_collection_id ftinsu
language English
topic phytoplankton
biodiversity
diatoms
mesoscale eddies
submesoscale fronts
[PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph]
spellingShingle phytoplankton
biodiversity
diatoms
mesoscale eddies
submesoscale fronts
[PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph]
Lévy, Marina
Jahn, Oliver
Dutkiewicz, Stephanie
Follows, Michael J.
d'Ovidio, Francesco
The dynamical landscape of marine phytoplankton diversity
topic_facet phytoplankton
biodiversity
diatoms
mesoscale eddies
submesoscale fronts
[PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph]
description International audience Observations suggest that the landscape of marine phytoplankton assemblage might be strongly heterogeneous at the dynamical mesoscale and submesoscale (10–100 km, days to months), with potential consequences in terms of global diversity and carbon export. But these variations are not well documented as synoptic taxonomic data are difficult to acquire. Here, we examine how phytoplankton assemblage and diversity vary between mesoscale eddies and submesoscale fronts. We use a multi-phytoplankton numerical model embedded in a mesoscale flow representative of the North Atlantic. Our model results suggest that the mesoscale flow dynamically distorts the niches predefined by environmental contrasts at the basin scale and that the phytoplankton diversity landscape varies over temporal and spatial scales that are one order of magnitude smaller than those of the basin-scale environmental conditions. We find that any assemblage and any level of diversity can occur in eddies and fronts. However, on a statistical level, the results suggest a tendency for larger diversity and more fast-growing types at fronts, where nutrient supplies are larger and where populations of adjacent water masses are constantly brought into contact; and lower diversity in the core of eddies, where water masses are kept isolated long enough to enable competitive exclusion.
author2 Processus de couplage à Petite Echelle, Ecosystèmes et Prédateurs Supérieurs (PEPS)
Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN)
Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636))
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Massachusetts Institute of Technology (MIT)
format Article in Journal/Newspaper
author Lévy, Marina
Jahn, Oliver
Dutkiewicz, Stephanie
Follows, Michael J.
d'Ovidio, Francesco
author_facet Lévy, Marina
Jahn, Oliver
Dutkiewicz, Stephanie
Follows, Michael J.
d'Ovidio, Francesco
author_sort Lévy, Marina
title The dynamical landscape of marine phytoplankton diversity
title_short The dynamical landscape of marine phytoplankton diversity
title_full The dynamical landscape of marine phytoplankton diversity
title_fullStr The dynamical landscape of marine phytoplankton diversity
title_full_unstemmed The dynamical landscape of marine phytoplankton diversity
title_sort dynamical landscape of marine phytoplankton diversity
publisher HAL CCSD
publishDate 2015
url https://hal.science/hal-01212726
https://doi.org/10.1098/rsif.2015.0481
genre North Atlantic
genre_facet North Atlantic
op_source ISSN: 1742-5689
EISSN: 1742-5662
Journal of the Royal Society Interface
https://hal.science/hal-01212726
Journal of the Royal Society Interface, 2015, 12 (111), pp.20150481. ⟨10.1098/rsif.2015.0481⟩
op_relation info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1098/rsif.2015.0481
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/pmid/26400196
hal-01212726
https://hal.science/hal-01212726
doi:10.1098/rsif.2015.0481
PUBMED: 26400196
PUBMEDCENTRAL: PMC4614488
op_doi https://doi.org/10.1098/rsif.2015.0481
container_title Journal of The Royal Society Interface
container_volume 12
container_issue 111
container_start_page 20150481
_version_ 1797588554956668928
spelling ftinsu:oai:HAL:hal-01212726v1 2024-04-28T08:30:49+00:00 The dynamical landscape of marine phytoplankton diversity Lévy, Marina Jahn, Oliver Dutkiewicz, Stephanie Follows, Michael J. d'Ovidio, Francesco Processus de couplage à Petite Echelle, Ecosystèmes et Prédateurs Supérieurs (PEPS) Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN) Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)) École normale supérieure - Paris (ENS-PSL) Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL) Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Muséum national d'Histoire naturelle (MNHN)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Pierre-Simon-Laplace (IPSL (FR_636)) Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-École polytechnique (X)-Centre National d'Études Spatiales Toulouse (CNES)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) Massachusetts Institute of Technology (MIT) 2015-09-23 https://hal.science/hal-01212726 https://doi.org/10.1098/rsif.2015.0481 en eng HAL CCSD the Royal Society info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1098/rsif.2015.0481 info:eu-repo/semantics/altIdentifier/pmid/26400196 hal-01212726 https://hal.science/hal-01212726 doi:10.1098/rsif.2015.0481 PUBMED: 26400196 PUBMEDCENTRAL: PMC4614488 ISSN: 1742-5689 EISSN: 1742-5662 Journal of the Royal Society Interface https://hal.science/hal-01212726 Journal of the Royal Society Interface, 2015, 12 (111), pp.20150481. ⟨10.1098/rsif.2015.0481⟩ phytoplankton biodiversity diatoms mesoscale eddies submesoscale fronts [PHYS.PHYS.PHYS-GEO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Geophysics [physics.geo-ph] info:eu-repo/semantics/article Journal articles 2015 ftinsu https://doi.org/10.1098/rsif.2015.0481 2024-04-05T00:49:39Z International audience Observations suggest that the landscape of marine phytoplankton assemblage might be strongly heterogeneous at the dynamical mesoscale and submesoscale (10–100 km, days to months), with potential consequences in terms of global diversity and carbon export. But these variations are not well documented as synoptic taxonomic data are difficult to acquire. Here, we examine how phytoplankton assemblage and diversity vary between mesoscale eddies and submesoscale fronts. We use a multi-phytoplankton numerical model embedded in a mesoscale flow representative of the North Atlantic. Our model results suggest that the mesoscale flow dynamically distorts the niches predefined by environmental contrasts at the basin scale and that the phytoplankton diversity landscape varies over temporal and spatial scales that are one order of magnitude smaller than those of the basin-scale environmental conditions. We find that any assemblage and any level of diversity can occur in eddies and fronts. However, on a statistical level, the results suggest a tendency for larger diversity and more fast-growing types at fronts, where nutrient supplies are larger and where populations of adjacent water masses are constantly brought into contact; and lower diversity in the core of eddies, where water masses are kept isolated long enough to enable competitive exclusion. Article in Journal/Newspaper North Atlantic Institut national des sciences de l'Univers: HAL-INSU Journal of The Royal Society Interface 12 111 20150481