Systematics, functional morphology and distribution of a bivalve (Apachecorbula muriatica gen. et sp. nov.) from the rim of the ‘Valdivia Deep’ brine pool in the Red Sea

The deep brine pools of the Red Sea comprise extreme, inhospitable habitats yet house microbial communities that potentially may fuel adjacent fauna. We here describe a novel bivalve from a deep-sea (1525 m) brine pool in the Red Sea, where conditions of high salinity, lowered pH, partial anoxia and high temperatures are prevalent. Remotely operated vehicle (ROV) footage showed that the bivalves were present in a narrow (20 cm) band along the rim of the brine pool, suggesting that it is not only tolerant of such extreme conditions but is also limited to them. The bivalve is a member of the Corbulidae and named Apachecorbula muriatica gen. et sp. nov. The shell is atypical of the family in being modioliform and thin. The semi-infaunal habit is seen in ROV images and reflected in the anatomy by the lack of siphons. The ctenidia are large and typical of a suspension feeding bivalve, but the absence of guard cilia and the greatly reduced labial palps suggest that it is non-selective as a response to low food availability. It is proposed that the low body mass observed is a consequence of the extreme habitat and low food availability. It is postulated that the observed morphology of Apachecorbula is a result of paedomorphosis driven by the effects of the extreme environment on growth but is in part mitigated by the absence of high predation pressures.

Sewage impact on the composition and distribution of Polychaeta associated to intertidal mussel beds of the Mar del Plata rocky shore, Argentina

The polychaete composition and distribution within mussel beds were studied in order to assess organic pollution due to domestic sewage in a rocky shore of Mar del Plata (Argentina) during 1997. Four stations and a control site were randomly sampled around the local effluent. Quantitative data on polychaetes, as well as sediment accumulated among mussels and its organic carbon content were measured. Polychaete distribution patterns are related to the organic matter gradient, being Capitella cf. capitata, Neanthes succinea (Frey & Leuckart, 1847) and Boccardia polybranchia (Haswell, 1885) the dominant indicator species close to the effluent. At medial distances, the cirratulids Caulleriella alata (Southern, 1914) and Cirratulus cirratus (Müller, 1776) are very important in abundance. The syllids Syllis prolixa Ehlers, 1901 and S. gracilis Grube, 1840 are distributed along the study area, but dominate at the medial stations and at the control site. The orbiniid Protoariciella uncinata Hartmann-Schröder, 1962 is subdominant at the control station.

Variação sazonal da fauna vágil de Sargassum stenophyllum (Martens) em duas estações com diferentes graus de exposicäo às ondas, em Ibicuí, Baía de Sepetiba, estado do Rio de Janeiro, Brasil

The seasonal variation of the vagile fauna associated to Sargassum stenophyllum was analyzed from March/1986 to February/1987. The samples were obtained at two stations with differents intensity of wave exposures. Hight density of nematods and amphipods were observed during all of sampling period. Gammarids seems to be more dominant on the exposure site, while nematods, polychaetes and mollusks do on the sheltered one.

Environmental and biological controls on the geochemistry (δ18O, δ13C, Mg/Ca, and Sr/Ca) of living ostracods from Lake Geneva

ABSTRACT : Ostracods are benthic microcrustaceans enclosed in low-Mg calcite bivalves. Stable isotope compositions, Mg/Ca, and Sr/Ca ratios of ostracod fossil valves have proven useful to reconstruct past environmental conditions. Yet, several discrepancies persist and the influence of many factors remains unclear. It is the aim of this study to improve the use of ostracod valve geochemistry as palaeoenvironmental proxies by examining the extent of isotope fractionation and trace element partitioning during valve calcification. To achieve this, the environmental parameters (pH, temperature) and chemical composition of water (C-and O-isotope composition and calcium, magnesium, and strontium content) were measured at sites where living ostracods were sampled. The sampling was on a monthly basis over the course of one year at five different water depths (2, 5, 13, 33, and 70 m) in Lake Geneva, Switzerland. The one-year sampling enabled collection of environmental data for bottom and interstitial pore water. In littoral to sublittoral zones, C-isotope composition of DIC and the Mg/Ca and Sr/Ca ratios of water are found to vary concomitantly with water temperature. This is due to the precipitation of calcite, which is induced by higher photosynthetic activity as temperature and/or solar radiation intensify in summer. In deeper zones, environmental parameters remain largely constant throughout the year. Variations of pH, DIC concentrations and C-isotope compositions in interstitial water result from aerobic as well as anaerobic respiration, calcite dissolution and methanogenesis. Bathymetric distribution, life cycles, and habitats were derived for 15 ostracod species and are predominantly related to water temperature and sediment texture. O-isotope compositions of ostracod valves in Lake Geneva reflect that of water and temperature. However, offsets of up to 3 permil are observed in comparison with proposed inorganic calcite precipitation equilibrium composition. Deprotonation of HCO3- and/or salt effect at crystallisation sites may explain the disequilibrium observed for O-isotopic compositions. C-isotope compositions of ostracod valves are not as well constrained and appear to be controlled by a complex interaction between habitat preferences and seasonal as well as spatial variations of the DIC isotope composition. For infaunal forms, C-isotope compositions reflect mainly the variation of DIC isotope composition in interstitial pore waters. For epifaunal forms, C-isotope compositions reflect the seasonal variation of DIC isotope compositions. C-isotope compositions of ostracod valves is at equilibrium with DIC except for a small number of species (L. inopinata, L. sanctipatricii and possibly C. ophtalmica, and I. beauchampi). Trace element uptake differs considerably from species to species. For most epifaunal forms, trace element content follows the seasonal cycle, recording temperature increases and/or variations of Mg/Ca and Sr/Ca ratios of water. In contrast, infaunal forms are predominantly related to sediment pore water chemistry. RÉSUMÉ EN FRANÇAIS : Les ostracodes sont de petits crustacés benthiques qui possèdent une coquille faite de calcite à faible teneur en magnésium. La composition isotopique et les rapports Mg/Ca et Sr/Ca d'ostracodes fossiles ont été utilisés maintes fois avec succès pour effectuer des reconstructions paléoenvironnementales. Néanmoins, certains désaccords persistent sur l'interprétation de ces données. De plus, l'influence de certains facteurs pouvant biaiser le signal reste encore inconnue. Ainsi, le but de cette étude est de rendre plus performant l'emploi de la composition géochimique des ostracodes comme indicateur paléoenvironnemental. Pour réaliser cela, cinq sites situés dans le Léman à 2, 5, 13, 33 et 70 m de profondeur ont été choisis pour effectuer les échantillonnages. Chaque site a été visité une fois par mois durant une année. Les différents paramètres environnementaux (pH, température) ainsi que la composition géochimique de l'eau (composition isotopique de l'oxygène et du carbone ainsi que teneur en calcium, magnésium et strontium) ont été déterminés pour chaque campagne. Des ostracodes vivants ont été récoltés au cinq sites en même temps que les échantillons d'eau. Ce travail de terrain a permis de caractériser la géochimie de l'eau se trouvant juste au-dessus des sédiments ainsi que celle de l'eau se trouvant dans les interstices du sédiment. Dans les zones littorales à sublittorales, la composition isotopique du carbone inorganique dissout (CID) ainsi que les rapports Mg/Ca et Sr/Ca de l'eau varient linéairement avec la température. Ceci peut être expliqué par la précipitation de calcite qui est contrôlée par l'activité photosynthétique, variant elle même linéairement avec la température. Dans les zones plus profondes, les paramètres environnementaux restent relativement constants tout au long de l'année. Les variations du pH, de la concentration et de la composition isotopique du CID dans les sédiments résultent de la libération de carbone engendrée par la dégradation de la matière organique avec présence d'oxygène ou via réduction de nitrates et de sulfates, par la dissolution de carbonates, ainsi que par la méthanogenèse. La distribution bathymétrique, le cycle de vie ainsi que l'habitat de 15 espèces ont été déterminés. Ceux-ci sont principalement reliés à la température de l'eau et à la texture des sédiments. La composition isotopique de l'oxygène des valves d'ostracodes reflète celle de l'eau et la température qui régnait lors de la calcification. Néanmoins, des écarts pouvant aller jusqu'à 3 0/00 par rapport à l'équilibre théorique ont été obtenus. La déprotonation de HCO3 ou un 'effet de sel' pourrait être à l'origine du déséquilibre observé. La composition isotopique du carbone des valves d'ostracodes n'est pas aussi bien cernée. Celle-ci semble être principalement contrôlée par une interaction complexe entre l'habitat des ostracodes et les variations saisonnières et spatiales de la composition isotopique du CID. Pour les espèces endofaunes, la composition isotopique du carbone reflète principalement la variation de la composition isotopique du CID à l'intérieur des sédiments. Pour les formes épifaunes, c'est la variation saisonnière de la composition du CID qui contrôle celle de la coquille des ostracodes. En général, la composition isotopique du carbone des valves d'ostracodes est en équilibre avec celle de CID, hormis pour quelques rares espèces (L. inopinata, L. sanctipatricii et peut-être C. ophtalmica et I. beauchampi). L'incorporation des éléments traces diffère passablement d'une espèce à l'autre. Pour la plupart des espèces épifaunes, la teneur en éléments traces des coquilles reflète les variations saisonnières. Ces espèces semblent enregistrer les variations soit de la température soit des rapports Mg/Ca et Sr/Ca de l'eau. La teneur en élément traces des formes infaunales, au contraire, est principalement reliée à la chimie de l'eau interstitielle. RÉSUMÉ GRAND-PUBLIC : La connaissance de l'évolution du climat dans le futur est primordiale pour notre société, car elle permet de développer différentes stratégies pour faire face aux problèmes engendrés pas le changement climatique : stratégies environnementale, humanitaire, ou encore économique. Cette problématique est actuellement, à juste titre, sujet d'une vive préoccupation. La géologie peut-elle contribuer à l'effort communautaire entrepris? Naturellement, ce sont les climatologues qui sont sur le devant de la scène. Il n'empêche que ces derniers, pour pouvoir prédire l'avenir, doivent s'appuyer sur le passé. La géologie est alors d'un grand intérêt car c'est effectivement la seule science qui permette d'estimer les variations climatiques à grande échelle sur de longues périodes. Ainsi, voulant moi-même contribuer aux recherches menées dans ce domaine, je me suis tourné à la fin de mes études vers la paléoclimatologie, science qui a pour but de reconstruire le climat des temps anciens. Nous nous sommes rendu compte que l'évolution climatique de la région où nous habitons n'avait pas encore fait le sujet d'études approfondies. Il est pourtant important de connaître la variation locale des changements climatiques pour obtenir des modèles climatiques fiables. En conséquence, un vaste projet a vu le jour : reconstruire, à l'aide des sédiments du lac Léman, les variations paléoclimatiques et paléo-environnementales depuis le retrait du Glacier de Rhône, il y a environ 15'000 ans, jusqu'à nos jours. Pour ce genre de travail, la géochimie, qui est une forme de chimie, utilisée en science de la terre regroupant la chimie classique et la chimie isotopique, est une alliée particulièrement efficace. Elle permet en effet, via différentes mesures faites sur des archives géologiques (par exemple des fossiles ou des sédiments) d'obtenir des informations, souvent quantitatives, sur les conditions (le climat, la flore ou encore la bio productivité, etc...) qui régnaient il y a fort longtemps. Les coquilles d'ostracodes, qui sont de petits animaux vivant au fond des lacs, sont une des archives les plus prometteuses. Ces animaux sont des petits crustacés s'entourant d'une coquille calcaire qu'ils sécrètent eux-mêmes. A la mort de l'animal, la coquille est intégrée dans les sédiments et reste intacte à travers les âges. Des études ont montré qu'en analysant la géochimie de ces coquilles fossiles, il est possible de reconstruire les conditions environnementales qui régnaient à l'époque de vie de ces fossiles. Cette démarche nécessite qu'une condition bien précise soit remplie: la composition géochimique de la coquille doit enregistrer de manière fidèle la chimie de l'eau et/ou la température de l'eau présentes au moment de la sécrétion de la coquille. Le but spécifique de notre recherche a précisément été d'étudier la façon dont la chimie de l'eau ainsi que sa température sont enregistrées dans la coquillé des ostracodes. Une fois les relations entre ces divers paramètres dans l'étant actuel du système établies, il sera alors possible de les utiliser pour interpréter des données issues de coquilles fossiles. Pour ce faire, nous avons mesuré la température de l'eau de manière continue et récolté mensuellement des échantillons d'eau et des ostracodes vivants pendant une année. Cinq sites situés à 2, 5, 13, 33 et 70 mètres de profondeur ont été choisis pour effectuer ces échantillonnages dans le Léman. Le travail de terrain nous a amené à étudier la biologie de 15 espèces. Nous avons pu établir la profondeur à laquelle vivent ces animaux, leur période de développement ainsi que leur habitat respectifs. Ces résultats ont permis de mieux cerner la relation qu'il existe entre la chimie de l'eau, sa température et la composition géochimique des coquilles d'ostracodes. Nous avons ainsi pu confirmer que les coquilles d'ostracodes enregistrent de manière fidèle la composition chimique et isotopique de l'eau. De même, nous avons pu établir de manière plus précise l'effet de la température sur la géochimie des coquilles. Néanmoins, les relations trouvées entre ces trois éléments sont plus complexes pour certaines espèces, cette complexité étant souvent liée à un caractère spécifique de leur écologie. Nous avons mis en lumière certains effets qui biaisent les résultats et défini précisément les conditions dans lesquelles on peut s'attendre à avoir des difficultés dans leur interprétation. Maintenant que nous avons établi les relations entre le climat actuel et la composition géochimique des coquilles d'ostracodes actuels, nous pouvons, sur la base de ce modèle, reconstruire le climat depuis le retrait du Glacier du Rhône jusqu'à nos jours à l'aide d'ostracodes fossiles. Mais cela est une autre histoire et fera, je l'espère, le sujet de nos futures recherches.

Bentho-planktonic evidence from the Austrian Alps for a decline in sea-surface carbonate production at the end of the Triassic

A high-resolution micropalaeontological study, combined with geochemical and sedimentological analyses was performed on the Tiefengraben, Schlossgraben and Eiberg sections (Austrian Alps) in order to characterize sea-surface carbonate production during the end-Triassic crisis. At the end-Rhaetian, the dominant calcareous nannofossil Prinsiosphaera triassica shows a decrease in abundance and size and this is correlated with a increase in delta O-18 and a gradual decline in delta C-13(carb) values. Simultaneously, benthic foraminiferal assemblages show a decrease in diversity and abundance of calcareous taxa and a dominance of infaunal agglutinated taxa. The smaller size of calcareous nannofossils disturbed the vertical export balance of the biological carbon pump towards the sea-bottom, resulting in changes in feeding strategies within the benthic foraminiferal assemblages from deposit feeders to detritus feeders and bacterial scavengers. These micropalaeontological data combined with geochemical proxies suggest that changes in seawater chemistry and/or cooling episodes might have occurred in the latest Triassic, leading to a marked decrease of carbonate production. This in turn culminated in the quasi-absence of calcareous nannofossils and benthic foraminifers in the latest Triassic. The aftermath (latest Triassic earliest Jurassic) was characterised by abundance peaks of ``disaster'' epifaunal agglutinated foraminifera Trochammina on the sea-floor. Central Atlantic Magmatic Province (CAMP) paroxysmal activity, superimposed on a major worldwide regressive phase, is assumed to be responsible for a deterioration in marine palaeoenvironments. CAMP sulfuric emissions might have been the trigger for cooling episodes and seawater acidification leading to disturbance of the surface carbonate production at the very end-Triassic.

Mg/Ca and Sr/Ca ratios of ostracod valves from living species of Lake Geneva

The Mg/Ca and Sr/Ca ratios of living ostracods belonging to 15 different species and sampled monthly over a one year-cycle at five sites (2, 5, 13, 33, and 70 m water depths) in western Lake Geneva (Switzerland) are compared to the oxygen and carbon isotope compositions measured on the same samples as well as to the temperature and chemical composition of the water (δ18OH2O, δ13CDIC, Mg/CaH2O, and Sr/CaH2O) at the time of ostracod calcification. The results indicate that trace element incorporation varied at the species level, mainly because of the ecological and biological differences between the different species (life-cycle, (micro-)habitat preference, biomineralisation processes) and the control thereof on trace element incorporation of the ostracods. In littoral zones, the Mg/Ca and Sr/Ca of ostracod valves increase as temperature and Mg/Ca and Sr/Ca of water increase during spring and summer, hence reflecting mainly seasonal variations. However, given that for Lake Geneva the Mg/Ca and Sr/Ca of water also vary with temperature, it is not possible to distinguish the effects of temperature from those of changes in chemical composition of water on the trace element content in ostracod valves. Results support that both water temperature and water Mg/Ca and Sr/Ca ratios control the final trace element content of Cyprididae valves. In contrast, the trace element content of species living in deeper zones of the basin is influenced by variations in the chemical composition of the pore water for the infaunal species. Trace element content measured for these specimens cannot, therefore, be used to reconstruct the compositions of the water lake bottom. In addition, incorporation of Mg and Sr into the shell differs from one family, sub-family, or even species to the other. This suggests that the distinctive Mg and Sr partition coefcients for the analysed taxa result from different valve calcification strategies that may be phylogenetic.

10

The stable isotope composition of ostracod fossils is useful for palaeoenvironmental reconstruction. Laboratory as well as 'natural environment' cultures demonstrate that the carbon and oxygen isotope compositions of ostracod shells faithfully record the environmental conditions at the time of valve precipitation. Oxygen isotope composition of ostracod calcite reflects the composition and temperature of the host water, but ostracod shells are enriched in 18O compared to the value expected for inorganic calcite precipitating under equilibrium under the same conditions. This 'vital effect' is generally constant for closely related species and equals 1.5 to 3 0/00 for Candoninae, 0 to 2.5 0/00 for Cyprididae and 0.8 to 1.5 0/00 for Cytheroidea. The carbon isotope composition of ostracod calcite is controlled by a complex interaction between the ecology of the species and environmental parameters. Previous natural environmental studies suggest that many (but not all) taxa crystallize their shells in or very close to equilibrium with the carbon isotope composition of dissolved inorganic carbon, and that the composition of littoral, epifaunal species reflects seasonal variation in the carbon isotope composition of dissolved inorganic carbon of bottom water according to their life cycles, while that of deep-water, infaunal species reflects the variation interstitial pore water according to microhabitat preferences.

Lipid reserves of red mullet (Mullus barbatus) during pre-spawning in the northwestern Mediterranean

Lipid reserves are a particularly important attribute of fishes because they have a large influence on growth, reproduction and survival. This study analyses the lipid content of red mullet (Mullus barbatus) pre-spawners in three different areas of the northwestern Mediterranean in relation to trawling activities and river runoff. The muscle lipid was considered as an indicator of the somatic condition of individuals whilst the gonad lipid was used as a proxy of the energy invested in reproduction. The results show that fish with the highest muscle lipid levels inhabited the area where fishing impact was lowest. Since the abundance and biomass of polychaetes, which represent the main food source for red mullet, were found to be lower in trawled zones than in unfished ones, we suggest that differences in the muscle lipid levels between areas might be attributed to variation in prey abundance in relation to fishing impact. However, no impact of river runoff on lipid reserves of red mullet was observed. The results also show that muscle and gonad lipid reserves are not related to each other during pre-spawning

Biodiversidad marina en la isla Lobos de Tierra, Perú. 2011

Entre el 29 de setiembre y 3 de octubre 2011, se determinó la estructura de las comunidades, en términos de abundancia relativa, riqueza y diversidad y relación con el medio ambiente de la isla Lobos de Tierra (noreste de isla Rata, El Ñopo y La Grama). En los cálculos de diversidad específi ca se usó métodos uni y multivariados para hacer comparaciones en los lugares estudiados. En la zona mesolitoral se registró alta riqueza específi ca asociada a comunidades de fondos duros destacando el noreste de isla Rata con 58 especies. El grupo dominante fue moluscos en todas las zonas de estudio, sobresaliendo Tegula corvus y Acanthopleura echinata con mayores niveles de abundancia (296 a 412 ind.m-2). El índice de diversidad (H’) promedio por estación mostró valores >1,5 bits/ind en todas las zonas, con valores de dominancia y equitatividad <1,0. En el submareal, la riqueza fue de 124 especies. Los crustáceos y poliquetos tuvieron la mayor riqueza de especies y densidad. Los principales representantes fueron Gammarus sp. (26.607 ind.m-2), Spionidae (2.227 ind.m-2) y Diopatra rhizoicola (2.073 ind.m-2). El índice de diversidad promedio fue 2,2 bits, valor considerado de alta diversidad. La fauna íctica submareal estuvo conformada por 16 especies, destacando los géneros Auchenionchus y Labrisomus y en el intermareal se registraron 7 especies destacando Tomicodon chilensis. Se detectaron 24 especies de macroalgas: Rhodophyta (16 especies), Chlorophyta (5 especies) y Phaeophyta (3 especies), predominó Caulerpa fi liformis (submareal) y Gymnogongrus furcellatus (intermareal).

A global marine sedimentary response to the end-Permian mass extinction: Examples from southern Turkey and the western United States

The end-Permian mass extinction greatly diminished marine diversity and brought about a whole-scale restructuring of marine ecosystems; these ecosystem changes also profoundly affected the sedimentary record. Data presented here, attained through facies analyses of strata deposited during the immediate aftermath of the end-Permian mass extinction (southern Turkey) and at the close of the Early Triassic (southwestern United States), in combination with a literature review, show that sedimentary systems were profoundly affected by: (1) a reduction in biotic diversity and abundance and (2) long-term environmental fluctuations that resulted from the end-Permian crisis. Lower Triassic strata display widespread microbialite and carbonate seafloor fan development and contain indicators of suppressed infaunal bioturbation such as flat-pebble conglomerates and wrinkle structures (facies considered unusual in post-Cambrian subtidal deposits). Our observations suggest that depositional systems, too, respond to biotic crises, and that certain facies may act as barometers of ecologic and environmental change independent of fossil assemblage analyses. Close investigation of facies changes during other critical times in Earth history may serve as an important tool in interpreting the ecology of metazoans and their environment.

Low latitude Paleocene to early Eocene radiolarian systematics, biochronology and paleoenvironmental analysis

Highly diverse radiolarian faunas of latest Maastrichtian to early Eocene age have been recovered from the low latitude realm in order to contribute to the clarification of radiolarian taxonomy, construct a zonation based on a discrete sequence of co-existence intervals of species ranging from the late Paleocene to early Eocene and to describe a rich low latitude latest Cretaceous to late Paleocene fauna. 225 samples of late Paleocene to early Eocene age have been collected from ODP Leg 171 B-Hole 1051 A (Blake Nose), DSDP Leg 43-Site 384 (Northwest Atlantic) and DSDP Leg 10-Sites 86, 94, 95, 96. Sequences consist of mainly pelagic oozes and chalks, with some clay and ash layers. A new imaging technique is devised to perform (in particular on topotypic material) both transmitted light microscopy and SEM imaging on individual radiolarian specimens. SEM precedes transmitted light imaging. Radiolarians are adhered to a cover slip (using nail varnish) which is secured to a stub using conductive levers. Specimens are then photographed in low vacuum (40-50Pa; 0.5mbar), which enables charge neutralization by ionized molecules of the chamber atmosphere. Thus gold coating is avoided and subsequently this allows transmitted light imaging to follow. The conductive levers are unscrewed and the cover slip is simply overturned and mounted with Canada balsam. In an attempt towards a post-Haeckelian classification, the initial spicule (Entactinaria), micro- or macrosphere (Spumellaria) and initial spicule and cephalis (Nassellaria) have been studied by slicing Entactinaria and Spumellaria, and by tilting Nassellaria in the SEM chamber. A new genus of the family Coccodiscidae is erected and Spongatractus HAECKEL is re-located to the subfamily Axopruinae. The biochronology has been carried out using the Unitary Association Method (Guex 1977, 1991). A database recording the occurrences of 112 species has been used to establish a succession of 22 Unitary Associations. Each association is correlated to chronostratigraphy via calcareous microfossils that were previously studied by other authors. The 22 UAs have been united into seven Unitary Associations Zones (UAZones) (JP10- JE4). The established zones permit to distinguish supplementary subdivisions within the existing zonation. The low-latitude Paleocene radiolarian zonation established by Sanfilippo and Nigrini (1998a) is incomplete due to the lack of radiolarian-bearing early Paleocene sediments. In order to contribute to the study of sparsely known low latitude early Paleocene faunas, 80 samples were taken from the highly siliceous Guayaquil Formation (Ecuador). The sequence consists of black cherts, shales, siliceous limestones and volcanic ash layers. The carbonate content increases up section. Age control is supplied by sporadic occurrences of silicified planktonic foraminifera casts. One Cretaceous zone and seven Paleocene zones have been identified. The existing zonation for the South Pacific can be applied to the early-early late Paleocene sequence, although certain marker species have significantly shorter ranges (notably Buryella foremanae and B. granulata). Despite missing marker species in the late Paleocene, faunal distribution correlates reasonably to the Low-Latitude zonation. An assemblage highly abundant in Lithomelissa, Lophophaena and Cycladophora in the upper RP6 zone (correlated by the presence of Pterocodon poculum, Circodiscus circularis, Pterocodon? sp. aff. P. tenellus and Stylotrochus nitidus) shows a close affinity to contemporaneous faunas reported from Site 1121, Campbell Plateau. Coupled with a high diatom abundance (notably Aulacodiscus spp. and Arachnoidiscus spp.), these faunas are interpreted as reflecting a period of enhanced biosiliceous productivity during the late Paleocene. The youngest sample is void of radiolarians, diatoms and sponge spicules yet contains many pyritized infaunal benthic foraminifera which are akin to the midway-type fauna. The presence of this fauna suggests deposition in a neritic environment. This is in contrast to the inferred bathyal slope depositional environment of the older Paleocene sediments and suggests a shoaling of the depositional environment which may be related to a coeval major accretionary event. RESUME DE LA THESE Des faunes de radiolaires de basses latitudes très diversifiées d'âge Maastrichtien terminal à Eocène inférieur, ont été étudiées afin de contribuer à la clarification de leur taxonomie, de construire une biozonation basée sur une séquence discrète d'intervalles de coexistence des espèces d'age Paléocène supérieur à Eocène inférieur et de décrire une riche faune de basse latitude allant du Crétacé terminal au Paléocène supérieur. L'étude de cette faune contribue particulièrement à la connaissance des insaisissables radiolaires de basses latitudes du Paléocène inférieur. 225 échantillons d'âge Paléocène supérieur à Eocène inférieur provenant des ODP Leg 171B-Site 1051A (Blake Nose), Leg DSDP 43-Site 384 (Atlantique Nord -Ouest) et des DSDP Leg 10 -Sites 86, 94, 95, 96, ont été étudiés. Ces séquences sont constituées principalement de « ooze » et de « chalks »pélagiques ainsi que de quelques niveaux de cendres et d'argiles. Une nouvelle technique d'imagerie a été conçue afin de pouvoir prendre conjointement des images en lumière transmise et au Microscope Electronique à Balayage (MEB) de spécimens individuels. Ceci à été particulièrement appliqué à l'étude des topotypes. L'imagerie MEB précède l'imagerie en lumière transmise. Les radiolaires sont collés sur une lame pour micropaléontologie (au moyen de vernis à ongles) qui est ensuite fixée à un porte-objet à l'aide de bras métalliques conducteurs. Les spécimens sont ensuite photographiés en vide partiel (40-50Pa; 0.5mbar), ce qui permet la neutralisation des charges électrostatiques dues à la présence de molécules ionisées dans l'atmosphère de la chambre d'observation. Ainsi la métallisation de l'échantillon avec de l'or n'est plus nécessaire et ceci permet l'observation ultérieure en lumière transmise. Les bras conducteurs sont ensuite dévissés et la lame est simplement retournée et immergée dans du baume du Canada. Dans une approche de classification post Haeckelienne, le spicule initial (Entactinaires), la micro- ou macro -sphère (Spumellaires) et le spicule initial et cephalis (Nassellaires) ont été étudiés. Ceci a nécessité le sectionnement d'Entactinaires et de Spumellaires, et de pivoter les Nassellaires dans la chambre d'observation du MEB. Un nouveau genre de la Famille des Coccodiscidae a été érigé et Spongatractus HAECKEL à été réassigné à la sous-famille des Axopruninae. L'analyse biostratigraphique à été effectuée à l'aide de la méthode des Associations Unitaires {Guex 1977, 1991). Une base de données enregistrant les présences de 112 espèces à été utilisée poux établir une succession de 22 Associations Unitaires. Chaque association est corrélée à la chronostratigraphie au moyen de microfossiles calcaires précédemment étudiés par d'autres auteurs. Les 22 UAs ont été combinées en sept Zones d'Associations Unitaires (UAZones) (JP10- JE4). Ces Zones permettent d'insérer des subdivisions supplémentaires dans la zonation actuelle. La zonation de basses latitudes du Paléocène établie par Sanfilippo et Nigrini (1998a) est incomplète due au manque de sédiments du Paléocène inférieur contenant des radiolaires. Afin de contribuer à l'étude des faunes peu connues des basses latitudes du Paléocène inférieur, 80 échantillons ont été prélevés d'une section siliceuse de la Formation de Guayaquil (Equateur). La séquence est composée de cherts noirs, de shales, de calcaires siliceux et de couches de cendres volcaniques. La fraction carbonatée augmente vers le haut de la section. Des contraintes chronologiques sont fournies par la présence sporadique de moules de foraminifères planctoniques. Une zone d'intervalles du Crétacé et sept du Paléocène ont été mises en évidence. Bien que certaines espèces marqueur ont des distributions remarquablement plus courtes (notamment Buryella foremanae et B. granulata), la zonation existante pour le Pacifique Sud est applicable à la séquence d'age Paléocène inférieure à Paléocène supérieur basal étudiée. Malgré l'absence d'espèces marqueur du Paléocène supérieur, la succession faunistique se corrèle raisonnablement avec la zonation pour les basses latitudes. Un assemblage contenant d'abondants représentant du genre Lithomelissa, Lophophaena et Cycladophora dans la zone RP6 (correlée par la présence de Pterocodon poculum, Circodiscus circularis, Pterocodon? sp. aff. P. tenellus et Stylotrochus nitidus) montre une grande similitude avec certaines faunes issues des hauts latitudes et d'age semblable décrites par Hollis (2002, Site 1121, Campbell Plateau). Ceci, en plus d'une abondance importante en diatomés (notamment Aulacodiscus spp. et Arachnoidiscus spp.) nous mènent à interpréter cette faune comme témoin d'un épisode de productivité biosiliceuse accrue dans le Paléocène supérieur. L'échantillon le plus jeune, dépourvu de radiolaires, de diatomés et de spicules d'éponge contient de nombreux foraminifères benthiques infaunaux pyritisés. Les espèces identifiées sont caractéristiques d'une faune de type midway. La présence de ces foraminifères suggère un environnement de type néritique. Ceci est en contraste avec l'environnement de pente bathyale caractérisent les sédiments sous-jacent. Cette séquence de diminution de la tranche d'eau peut être associée à un événement d'accrétion majeure. RESUME DE LA THESE (POUR LE GRAND PUBLIC) Les radiolaires constituent le groupe de plancton marin le plus divers et le plus largement répandu de l'enregistrement fossile. Un taux d'évolution rapide et une variation géographique considérable des populations font des radiolaires un outil de recherche sans égal pour la biostratigraphie et la paléocéanographie. Néanmoins, avant de pouvoir les utiliser comme outils de travail, il est essentiel d'établir une solide base taxonomique. L'étude des Radiolaires peut impliquer plusieurs techniques d'extraction, d'observation et d'imagerie qui sont dépendantes du degré d'altération diagénétique des spécimens. Le squelette initial, qu'il s'agisse d'un spicule initial (Entactinaria), d'une micro- ou macro -sphère (Spumellaria) ou d'un spicule initial et d'un cephalis (Nassellaria), est l'élément le plus constant au cours de l'évolution et devrait représenter le fondement de la systématique. Des échantillons provenant de carottes de basses latitudes du Deep Sea Drilling Project et de l' Ocean Drilling ont été étudiés. De nouvelles techniques d'imagerie et de sectionnement ont été développées sur des topotypes de radiolaires préservés en opale, dans le but d'étudier les caractéristiques de leur squelette initial qui n'étaient pas visibles dans leur illustration originale. Ceci aide entre autre à comparer des spécimens recristallisés en quartz, provenant de terrains accrétés, avec les holotypes en opale de la littérature. La distribution des espèces étudiés a fourni des données biostratigraphiques qui ont été compilées à l'aide de la méthode des Associations Unitaires (Guez 1977, 1991). Il s'agit d'un modèle mathématique déterministe conçu pour exploiter la totalité de l'assemblage plutôt que de se confiner à l'utilisation de taxons marqueurs individuels. Une séquence de 22 Associations Unitaires a été établie pour la période allant du Paléocène supérieur à l'Éocène inférieur. Chaque Association Unitaire a été corrélée à l'échelle de temps absolue à l'aide de microfossiles calcaires. Les 22 UAs ont été combinées en sept Zones d'Associations Unitaires (JP10- JE4). Ces Zones permettent d'insérer des subdivisions supplémentaires dans la zonation actuelle. Les radiolaires du Paléocène inférieur à moyen des basses latitudes sont rares. Les meilleures sections connues se trouvent dans les hautes latitudes (Nouvelle Zélande). Quelques assemblages épars ont été mentionnés par le passé en Californie, en Équateur et en Russie. Une séquence siliceuse de 190 mètres dans la Formation de Guayaquil (Équateur), s'étendant du Maastrichtien supérieur au Paléocène supérieur, a fourni des faunes relativement bien préservées. L'étude de ces faunes a permis de mettre en évidence la première séquence complète de radiolaires de basses latitudes dans le Paléocène inférieure. Huit zones allant du Crétacé terminal au Paléocène supérieur ont pu être appliqués et la présence de foraminifères planctoniques a fournie plusieurs points d'attache chronologiques. Dans le Paléocène supérieur, un riche assemblage contenant d'abondants diatomés et radiolaires ayant des similitudes faunistiques marquantes avec des assemblages de hautes latitudes de Nouvelle Zélande, témoigne d'un épisode de productivité biosiliceuse accrue pendant cette période. Étant donné que la pointe du continent sud-américain et l'Antarctique étaient plus proches au cours du Paléocène, ce phénomène peut être expliqué par le transport, le long de la côte ouest de l'Amérique du Sud, d'eaux riches en nutriments en provenance de l'Océan Antarctique. Suite à cet épisode, l'enregistrement en radiolaires est interrompu. Ceci peut être associé à des événements tectoniques régionaux qui ont eu pour effet de diminuer la tranche d'eau relative, rendant l'environnement plus favorable aux foraminifères benthiques qui sont abondamment présents dans l'échantillon le plus jeune de la séquence.

Biodiversity and ecosystem functioning in angiosperm communities in the Baltic Sea

The biological variation in nature is called biodiversity. Anthropogenic pressures have led to a loss of biodiversity, alarming scientists as to what consequences declining diversity has for ecosystem functioning. The general consensus is that diversity (e.g. species richness or identity) affects functioning and provides services from which humans benefit. The aim of this thesis was to investigate how aquatic plant species richness and identity affect ecosystem functioning in terms of processes such as primary production, nutrient availability, epifaunal colonization and properties e.g. stability of Zostera marina subjected to shading. The main work was carried out in the field and ranged temporally from weeklong to 3.5 months-long experiments. The experimental plants used frequently co-occur in submerged meadows in the northern Baltic Sea and consist of eelgrass (Z. marina), perfoliate pondweed (Potamogeton perfoliatus), sago pondweed (P. pectinatus), slender-leaved pondweed (P. filiformis) and horned pondweed (Zannichellia palustris). The results showed that plant richness affected epifaunal community variables weakly, but had a strong positive effect on infaunal species number and functional diversity, while plant identity had strong effects on amphipods (Gammarus spp.), of which abundances were higher in plant assemblages consisting of P. perfoliatus. Depending on the starting standardizing unit, plant richness showed varying effects on primary production. In shoot density-standardized plots, plant richness increased the shoot densities of three out of four species and enhanced the plant biomass production. Both positive complementarity and selection effects were found to underpin the positive biodiversity effects. In shoot biomass-standardized plots, richness effects only affected biomass production of one species. Negative selection was prevalent, counteracting positive complementarity, which resulted in no significant biodiversity effect. The stability of Z. marina was affected by plant richness in such that Z. marina growing in polycultures lost proportionally less biomass than Z. marina in monocultures and thus had a higher resistance to shading. Monoculture plants in turn gained biomass faster, and thereby had a faster recovery than Z. marina growing in polycultures. These results indicate that positive interspecific interactions occurred during shading, while the faster recovery of monocultures suggests that the change from shading stress to recovery resulted in a shift from positive interactions to resource competition between species. The results derived from this thesis show that plant diversity affects ecosystem functioning and contribute to the growing knowledge of plant diversity being an important component of aquatic ecosystems. Diverse plant communities sustain higher primary productivity than comparable monocultures, affect faunal communities positively and enhance stability. Richness and identity effects vary, and identity has generally stronger effects on more variables than richness. However, species-rich communities are likely to contain several species with differing effects on functions, which renders species richness important for functioning. Mixed meadows add to coastal ecosystem functioning in the northern Baltic Sea and may provide with services essential for human well-being.

Disturbance and ecosystem functioning : the role of changes in benthic biological traits

Rapid changes in biodiversity are occurring globally, as a consequence of anthropogenic disturbance. This has raised concerns, since biodiversity is known to significantly contribute to ecosystem functions and services. Marine benthic communities participate in numerous functions provided by soft-sedimentary ecosystems. Eutrophication-induced oxygen deficiency is a growing threat against infaunal communities, both in open sea areas and in coastal zones. There is thus a need to understand how such disturbance affects benthic communities, and what is lost in terms of ecosystem functioning if benthic communities are harmed. In this thesis, the status of benthic biodiversity was assessed for the open Baltic Sea, a system severely affected by broad-scale hypoxia. Long-term monitoring data made it possible to establish quantitative biodiversity baselines against which change could be compared. The findings show that benthic biodiversity is currently severely impaired in large areas of the open Baltic Sea, from the Bornholm Basin to the Gulf of Finland. The observed reduction in biodiversity indicates that benthic communities are structurally and functionally impoverished in several of the sub-basins due to the hypoxic stress. A more detailed examination of disturbance impacts (through field studies and -experiments) on benthic communities in coastal areas showed that changes in benthic community structure and function took place well before species were lost from the system. The degradation of benthic community structure and function was directed by the type of disturbance, and its specific temporal and spatial characteristics. The observed shifts in benthic trait composition were primarily the result of reductions in species’ abundances, or of changes in demographic characteristics, such as the loss of large, adult bivalves. Reduction in community functions was expressed as declines in the benthic bioturbation potential and in secondary biomass production. The benthic communities and their degradation accounted for a substantial proportion of the changes observed in ecosystem multifunctionality. Individual ecosystem functions (i.e. measures of sediment ecosystem metabolism, elemental cycling, biomass production, organic matter transformation and physical structuring) were observed to differ in their response to increasing hypoxic disturbance. Interestingly, the results suggested that an impairment of ecosystem functioning could be detected at an earlier stage if multiple functions were considered. Importantly, the findings indicate that even small-scale hypoxic disturbance can reduce the buffering capacity of sedimentary ecosystem, and increase the susceptibility of the system towards further stress. Although the results of the individual papers are context-dependent, their combined outcome implies that healthy benthic communities are important for sustaining overall ecosystem functioning as well as ecosystem resilience in the Baltic Sea.

Studies on the Effects of Bottom Trawling on the Benthic Fauna off Veraval Coast, Gujarat

Bottom trawling is one among the most destructive human induced physical disturbances inflicted to seabed and its living communities. The bottom trawls are designed to tow along the sea floor, which on its operation indiscriminately smashes everything on their way crushing, killing, burying and exposing to predators the benthic fauna. Bottom trawling causes physical and biological damages that are irreversible, extensive and long lasting. The commercial trawling fleet of India consists of 29,241 small and medium-fishing boats. The northwest coast of India has the largest fishing fleet consisting of 23,618 mechanized vessels, especially the bottom trawlers. However, attempts were not made to study the impact of bottom trawling along Northwest coast of India. The estimated optimum fleet size of Gujarat is 1,473 mechanised trawlers while 7402 commercial trawlers are operated from the coast of Gujarat. Veraval port was designed initially for 1,200 fishing trawlers but 2793 trawlers are being operated from this port making it the largest trawler port of Gujarat. The aim of this study was to investigate the effects of bottom trawling on the substratum and the associated benthic communities of commercial trawling grounds of Veraval coast. The study compared the differences between the samples collected before and after experimental trawling to detect the impacts of bottom trawling. Attempts were made to assess the possible impact of bottom trawling on:(i) the sediment characteristics (ii)the sediment heavy metals (iii) epifauna (iv) macrobenthos and (v) meiobenthos. This study is expected to generate information on trawling impacts of the studied area that will help in better management of the biological diversity and integrity of the benthic fauna off Veraval coast. An exhaustive review on the studies conducted around the world and in India on impact of bottom trawling on the benthic fauna is also detailed.In the present study, the bottom trawling induced variations on sediment organic matter, epifauna, macrobenthos and meiobenthos were evident. It was also observed that the seasonal/ natural variations were more prominent masking the trawling effect on sediment texture and heavy metals. Enforcement of control of excess bottom trawlers and popularization of semi pelagic trawls designed to operate a little distance above the sea bottom for off bottom resources will minimize disturbance on the sea bottom. Training and creating awareness in responsible fishing should be made mandatory requirements, to the coastal communities. They should be made wardens to protect the valuable resources for the benefit of sustainability. To protect the biodiversity and ecosystem health, the imminent need is to survey and make catalogue, identification of sensitive areas or hot spots and to adopt management strategies for the conservation and biodiversity protection of benthic fauna. The present study is a pioneering work carried out along Veraval coast. This thesis will provide a major fillip to the studies on impact of bottom trawling on the benthic fauna along the coast of India.

Studies on the Back Water Oyster, grassostrea madra— sensis (Preston) of Cochin Harbour

A detailed study of the hydrography of the Cochin Backwaters, the habitat off crassostrea madrasensis has been carried out. Data pertaining to air temperature, water temperature, salinity, dissolved oxygen, turbidity and rainfall have been collected and presented. The temperature fluctuation was in the range of 5°C only and that of salinity between 1.1%o and 32.9%o. Fairly steady salinity has been recorded during the pre-monsoon period (February to May) and drastic declension during the monsoon period (June-September).Dissolved oxygen varied between 2.5 ml/l and 6.5 ml/l. Turbidity was highest in June (27.9 p.p.m.) and minimum (10.2 p.p.m.) in February. A detailed study on marine biofouling in the Cochin Backwaters has been made with special reference to primary film, settlement and growth of the fouling organisms such as hydroids, bryozoans, tube-dwelling polychaetes, barnacles and modiolus