Geographic distribution of dinoflagellate cysts in surface sediments

Dinoflagellate cysts are useful for reconstructing upper water conditions. For adequate reconstructions detailed information is required about the relationship between modern day environmental conditions and the geographic distribution of cysts in sediments. This Atlas summarises the modern global distribution of 71 organicwalled dinoflagellate cyst species. The synthesis is based on the integration of literature sources together with data of 2405 globally distributed surface sediment samples that have been preparedwith a comparable methodology and taxonomy. The distribution patterns of individual cyst species are being comparedwith environmental factors that are knownto influence dinoflagellate growth, gamete production, encystment, excystment and preservation of their organic-walled cysts: surface water temperature, salinity, nitrate, phosphate, chlorophyll-a concentrations and bottom water oxygen concentrations. Graphs are provided for every species depicting the relationship between seasonal and annual variations of these parameters and the relative abundance of the species. Results have been compared with previously published records; an overview of the ecological significance as well as information about the seasonal production of each individual species is presented. The relationship between the cyst distribution and variation in the aforementioned environmental parameters was analysed by performing a canonical correspondence analysis. All tested variables showed a positive relationship on the 99% confidence level. Sea-surface temperature represents the parameter corresponding to the largest amount of variance within the dataset (40%) followed by nitrate, salinity, phosphate and bottom-water oxygen concentration, which correspond to 34%, 33%, 25% and 24% of the variance, respectively. Characterisations of selected environments as well as a discussion about how these factors could have influenced the final cyst yield in sediments are included.

Patrons saisonniers de transformation du carbone et efficacité métabolique des communautés bactériennes du golfe d’Amundsen, Arctique canadien

Les réchauffements climatiques associés aux activités anthropiques ont soumis les écosystèmes arctiques à des changements rapides qui menacent leur stabilité à court terme. La diminution dramatique de la banquise arctique est une des conséquences les plus concrètes de ce réchauffement. Dans ce contexte, comprendre et prédire comment les systèmes arctiques évolueront est crucial, surtout en considérant comment les flux de carbone (C) de ces écosystèmes - soit des puits nets, soit des sources nettes de CO2 pour l'atmosphère - pourraient avoir des répercussions importantes sur le climat. Le but de cette thèse est de dresser un portrait saisonnier de l’activité bactérienne afin de déterminer l’importance de sa contribution aux flux de carbone en Arctique. Plus spécifiquement, nous caractérisons pour la première fois la respiration et le recours à la photohétérotrophie chez les microorganismes du golfe d’Amundsen. Ces deux composantes du cycle du carbone demeurent peu décrites et souvent omises des modèles actuels, malgré leur rôle déterminant dans les flux de C non seulement de l’Arctique, mais des milieux marins en général. Dans un premier temps, nous caractérisons la respiration des communautés microbiennes (RC) des glaces de mer. La connaissance des taux de respiration est essentielle à l’estimation des flux de C, mais encore limitée pour les milieux polaires. En effet, les études précédentes dans le golfe d’Amundsen n’ont pas mesuré la RC. Par la mesure de la respiration dans les glaces, nos résultats montrent des taux élevés de respiration dans la glace, de 2 à 3 fois supérieurs à la colonne d'eau, et une production bactérienne jusqu’à 25 fois plus importante. Ces résultats démontrent que la respiration microbienne peut consommer une proportion significative de la production primaire (PP) des glaces et pourrait jouer un rôle important dans les flux biogéniques de CO2 entre les glaces de mer et l’atmosphère (Nguyen et Maranger, 2011). Dans un second temps, nous mesurons la respiration des communautés microbiennes pélagiques du golfe d’Amundsen pendant une période de 8 mois consécutif, incluant le couvert de glace hivernal. En mesurant directement la consommation d'O2, nous montrons une RC importante, mesurable tout au long de l’année et dépassant largement les apports en C de la production primaire. Globalement, la forte consommation de C par les communautés microbiennes suggère une forte dépendance sur recyclage interne de la PP locale. Ces observations ont des conséquences importantes sur notre compréhension du potentiel de séquestration de CO2 par les eaux de l’Océan Arctique (Nguyen et al. 2012). Dans un dernier temps, nous déterminons la dynamique saisonnière de présence (ADN) et d’expression (ARN) du gène de la protéorhodopsine (PR), impliqué dans la photohétérotrophie chez les communautés bactérienne. Le gène de la PR, en conjonction avec le chromophore rétinal, permet à certaines bactéries de capturer l’énergie lumineuse à des fins énergétiques ou sensorielles. Cet apport supplémentaire d’énergie pourrait contribuer à la survie et prolifération des communautés qui possèdent la protéorhodopsine. Bien que détectée dans plusieurs océans, notre étude est une des rares à dresser un portrait saisonnier de la distribution et de l’expression du gène en milieu marin. Nous montrons que le gène de la PR est présent toute l’année et distribué dans des communautés diversifiées. Étonnamment, l’expression du gène se poursuit en hiver, en absence de lumière, suggérant soit qu’elle ne dépend pas de la lumière, ou que des sources de photons très localisées justifie l’expression du gène à des fins sensorielles et de détection (Nguyen et al., soumis au journal ISME). Cette thèse contribue à la compréhension du cycle du C en Arctique et innove par la caractérisation de la respiration et de l’efficacité de croissance des communautés microbiennes pélagiques et des glaces de mer. De plus, nous montrons pour la première fois une expression soutenue de la protéorhodopsine en Arctique, qui pourrait moduler la consommation de C par la respiration et justifier son inclusion éventuelle dans les modélisations du cycle du C. Dans le contexte des changements climatiques, il est clair que l'importance de l’activité bactérienne a été sous-estimée et aura un impact important dans le bilan de C de l'Arctique.

Diatom abundance and fatty acid composition of ice algae and of Calanus glacialis in samples obtained in 2008 in the eastern Beaufort Sea

The copepod Calanus glacialis plays a key role in the lipid-based energy flux in Arctic shelf seas. By utilizing both ice algae and phytoplankton, this species is able to extend its growth season considerably in these seasonally ice-covered seas. This study investigated the impacts of the variability in timing and extent of the ice algal bloom on the reproduction and population success of C. glacialis. The vertical distribution, reproduction, amount of storage lipids, stable isotopes, fatty acid and fatty alcohol composition of C. glacialis were assessed during the Circumpolar Flaw Lead System Study. Data were collected in the Amundsen Gulf, south-eastern Beaufort Sea, from January to July 2008 with the core-sampling from March to April. The reduction in sea ice thickness and coverage observed in the Amundsen Gulf in 2007 and 2008 affected the life strategy and reproduction of C. glacialis. Developmental stages CIII and CIV dominated the overwintering population, which resulted in the presence of very few CV and females during spring 2008. Spawning began at the peak of the ice algal bloom that preceded the precocious May ice break-up. Although the main recruitment may have occurred later in the season, low abundance of females combined with a potential mismatch between egg production/development to the first feeding stage and phytoplankton bloom resulted in low recruitment of C. glacialis in the early summer of 2008.

The boy anglers; their adventures in the Gulf of Mexico, California, the Pacific and Atlantic Oceans, and the lakes and streams of Canada,

Mode of access: Internet.

Age and growth estimates of the thorny skate (Amblyraja radiata) in the western Gulf of Maine

The northwest Atlantic population of thorny skates (Amblyraja radiata) inhabits an area that ranges from Greenland and Hudson Bay, Canada, to South Carolina. Despite such a wide range, very little is known about most aspects of the biology of this species. Recent stock assessment studies in the northeast United States indicate that the biomass of the thorny skate is below the threshold levels mandated by the Sustainable Fisheries Act. In order to gain insight into the life history of this skate, we estimated age and growth for thorny skates, using vertebral band counts from 224 individuals ranging in size from 29 to 105 cm total length (TL). Age bias plots and the coefficient of variation indicated that our aging method represents a nonbiased and precise approach for the age assessment of A. radiata. Marginal increments were significantly different between months (Kruskal-Wallis P<0.001); a distinct trend of increasing monthly increment growth began in August. Age-at-length data were used to determine the von Bertalanffy growth parameters for this population: L∞ = 127 cm (TL) and k= 0.11 for males; L∞ = 120 cm (TL) and k= 0.13 for females. The oldest age estimates obtained for the thorny skate were 16 years for both males and females, which corresponded to total lengths of 103 cm and 105 cm, respectively.