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The deep ocean is the largest and least known ecosystem on Earth. It hosts numerous pelagic organisms, most of which are able to emit light. Here we present a unique data set consisting of a 2.5-year long record of light emission by deep-sea pelagic organisms, measured from December 2007 to June 2010 at the ANTARES underwater neutrino telescope in the deep NW Mediterranean Sea, jointly with synchronous hydrological records. This is the longest continuous time-series of deep-sea bioluminescence ever recorded. Our record reveals several weeks long, seasonal bioluminescence blooms with light intensity up to two orders of magnitude higher than background values, which correlate to changes in the properties of deep waters. Such changes are triggered by the winter cooling and evaporation experienced by the upper ocean layer in the Gulf of Lion that leads to the formation and subsequent sinking of dense water through a process known as “open-sea convection”. It episodically renews the deep water of the study area and conveys fresh organic matter that fuels the deep ecosystems. Luminous bacteria most likely are the main contributors to the observed deep-sea bioluminescence blooms. Our observations demonstrate a consistent and rapid connection between deep open-sea convection and bathypelagic biological activity, as expressed by bioluminescence. In a setting where dense water formation events are likely to decline under global warming scenarios enhancing ocean stratification, in situ observatories become essential as environmental sentinels for the monitoring and understanding of deep-sea ecosystem shifts.
Deep-Sea Bioluminescence Blooms after Dense Water Formation at the Ocean Surface
Christian Tamburini;Canals Miquel;D. E. Madron Xavier Durrieu;Loic Houpert;Dominique Lefevre;Severine Martini;Fabrizio D'Ortenzio;Robert Anne;Pierre Testor;Juan Antonio Aguilar;Imen Al Samarai;Albert Arnaud;Michel Andre;Marco Anghinolfi;Gisela Anton;Shebli Anvar;Miguel Ardid;Ana Carolina Assis Jesus;Tri L. Astraatmadja;Jean Jacques Aubert;Bruny Baret;Stephane Basa;Bertin Vincent;Simone Biagi;Armando Bigi;Ciro Bigongiari;Claudio Bogazzi;Manuel Bou Cabo;Bouhou Boutayeb;Mieke C. Bouwhuis;Jurgen Brunner;Jose Busto;Francisco Camarena;CAPONE, Antonio;Cârloganu Christina;Giada Carminati;John Carr;Stefano Cecchini;Ziad Charif;Charvis Philippe;Tommaso Chiarusi;Marco Circella;Rosa Coniglione;Costantini Heide;Paschal Coyle;Christian Curtil;Patrick Decowski;Ivan Dekeyser;Anne Deschamps;Corinne Donzaud;Damien Dornic;Hasankiadeh Q. Dorosti;Doriane Drouhin;Thomas Eberl;Emanuele Umberto;Jean Pierre Ernenwein;Stephanie Escoffier Mail;FERMANI, PAOLO;Marcelino Ferri;Vincenzo Flaminio;Folger Florian;Ulf Fritsch;Jean Luc Fuda;Salvatore Galata;Gay Pascal;Giorgio Giacomelli;Valentina Giordano;Juan Pablo Gomez Gonzalez;Graf Kay;Goulven Guillard;Garadeb Halladjian;Hallewell Gregory;Hans Van Haren;Hartman Joris;Aart J. Heijboer;Yann Hello;Juan Jose Hernandez Rey;Bjoern Herold;Jurgen Hossl;Ching Cheng Hsu;Marteen D. E. Jong;Kadler Matthias;Oleg Kalekin;Alexander Kappes;Uli Katz;Oksana Kavatsyuk;Kooijman Paul;Claudio Kopper;Antoine Kouchner;Kreykenbohm Ingo;Vladimir Kulikovskiy;Robert Lahmann;Patrick Lamare;Giuseppina Larosa;Dario Lattuada;Lim Gordon;Domenico Lo Presti;Loehner Herbert;Loucatos Sotiris;Salvatore Mangano;Michel Marcelin;Annarita Margiotta;Antonio Martinez Mora Juan;Athina Meli;Teresa Montaruli;Luciano †. Moscoso;Holger Motz;Neff Max;Emmanuel Nezri;Dimitris Palioselitis;Gabriela E. Pavalas;Payet Kevin;Patrice Payre;Jelena Petrovic;Paolo Piattelli;Picot Clemente Nicolas;Popa Vlad;Pradier Thierry;Eleonora Presani;Chantal Racca;Reed Corey;Giorgio Riccobene;Carsten Richardt;Richter Roland;Rivière Colas;Kathrin Roensch;Rostovtsev Andrei;Joaquin Ruiz Rivas;Marius Rujoiu;Valerio G. Russo;Francisco Salesa;Sánchez Losa Augustin;Piera Sapienza;Friederike Schock;Jean Pierre Schuller;Schussler Fabian;Rezo Shanidze;SIMEONE, Francesco;Spies Andreas;Maurizio Spurio;J. M. Steijger Jos;Stolarczyk Thierry;Mauro G. F. Taiuti;Simona Toscano;Vallage Bertrand;Veronique Van Elewyck;Giulia Vannoni;Manuela Vecchi;Vernin Pascal;Guus Wijnker;Jorn Wilms;Els De Wolf;Harold Yepes;Zaborov Dmitry;Juan De Dios Zornoza;Zúñiga Juan
2013
Abstract
The deep ocean is the largest and least known ecosystem on Earth. It hosts numerous pelagic organisms, most of which are able to emit light. Here we present a unique data set consisting of a 2.5-year long record of light emission by deep-sea pelagic organisms, measured from December 2007 to June 2010 at the ANTARES underwater neutrino telescope in the deep NW Mediterranean Sea, jointly with synchronous hydrological records. This is the longest continuous time-series of deep-sea bioluminescence ever recorded. Our record reveals several weeks long, seasonal bioluminescence blooms with light intensity up to two orders of magnitude higher than background values, which correlate to changes in the properties of deep waters. Such changes are triggered by the winter cooling and evaporation experienced by the upper ocean layer in the Gulf of Lion that leads to the formation and subsequent sinking of dense water through a process known as “open-sea convection”. It episodically renews the deep water of the study area and conveys fresh organic matter that fuels the deep ecosystems. Luminous bacteria most likely are the main contributors to the observed deep-sea bioluminescence blooms. Our observations demonstrate a consistent and rapid connection between deep open-sea convection and bathypelagic biological activity, as expressed by bioluminescence. In a setting where dense water formation events are likely to decline under global warming scenarios enhancing ocean stratification, in situ observatories become essential as environmental sentinels for the monitoring and understanding of deep-sea ecosystem shifts.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/11573/520581
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Il report seguente simula gli indicatori relativi alla propria produzione scientifica in relazione alle soglie ASN 2023-2025 del proprio SC/SSD. Si ricorda che il superamento dei valori soglia (almeno 2 su 3) è requisito necessario ma non sufficiente al conseguimento dell'abilitazione. La simulazione si basa sui dati IRIS e sugli indicatori bibliometrici alla data indicata e non tiene conto di eventuali periodi di congedo obbligatorio, che in sede di domanda ASN danno diritto a incrementi percentuali dei valori. La simulazione può differire dall'esito di un’eventuale domanda ASN sia per errori di catalogazione e/o dati mancanti in IRIS, sia per la variabilità dei dati bibliometrici nel tempo. Si consideri che Anvur calcola i valori degli indicatori all'ultima data utile per la presentazione delle domande.
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