Plankton biogeography in the 21st century and impacts of climate change: advances through genomics
- PMID: 37254792
- DOI: 10.5802/crbiol.107
Plankton biogeography in the 21st century and impacts of climate change: advances through genomics
Abstract
This article summarizes recent advances in our knowledge of plankton biogeography obtained by genomic approaches and the impacts of global warming on it. Large-scale comparison of the genomic content of samples of different plankton size fractions revealed a partitioning of the oceans into genomic provinces and the impact of major oceanic currents on them. By defining ecological niches, these provinces are extrapolated to all oceans, with the exception of the Arctic Ocean. By the end of the 21st century, a major restructuring of these provinces is projected in response to a high emission greenhouse gas scenario over 50% of the surface of the studied oceans. Such a restructuring could lead to a decrease in export production by 4%. Finally, obtaining assembled sequences of a large number of plankton genomes defining this biogeography has allowed to better characterize the genomic content of the provinces and to identify the species structuring them. These genomes similarly enabled a better description of potential future changes of plankton communities under climate change.
Cet article résume des avancées récentes dans nos connaissances sur la biogéographie du plancton obtenues par des approches de génomiques ainsi que les impacts du réchauffement climatique sur celle-ci. La comparaison à large échelle du contenu génomique d’échantillons de différentes fractions de taille de plancton a révélé un partitionnement des océans en provinces génomiques ainsi que l’impact des principaux courants océaniques sur celles-ci. En définissant des niches écologiques, ces provinces sont extrapolées à l’ensemble des océans à l’exception de l’océan Arctique. D’ici la fin du XXI siècle, une restructuration majeure de ces provinces est projetée en réponse à un scénario de fortes émissions de gaz à effet de serre sur 50 % de la surface des océans étudiés. Une telle restructuration pourrait engendrer une diminution de 4 % de la production exportée. L’obtention de séquences assemblées d’un grand nombre de génomes de plancton définissant cette biogéographie a permis de mieux caractériser le contenu génomique des provinces et d’identifier les espèces les structurant. Ces génomes ont aussi permis de mieux caractériser les futurs changements potentiels de communautés de plancton sous changement climatique.
Keywords: 21st century; Climate change; Genomics; Ocean; Plankton biogeography.
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