Abundance and distribution of invertebrate larvae in the Bellingshausen Sea (West Antarctica)

The central part of the Bellingshausen Sea has been poorly studied, partly because of the presence of ice during most of the year. The main aim of this study was to analyse the abundance and distribution of meroplankton, and the influence of oceanographic properties were investigated in the Bellingshausen Sea (West Antarctica) during the BENTART-06 cruise carried out in January–February 2006. Zooplankton samples were collected with a 80-μm mesh plankton net hauled vertically from a depth of 200 m to the surface at fifteen stations across the Bellingshausen Sea. Fifteen types of larval benthic invertebrates were found, with echinospira and nudibranch veligers being the most abundant. Hierarchical analysis and non-metric multidimensional scaling revealed a high degree of spatial variability in both larval abundance and larval types across the Bellingshausen Sea. The variability was significantly correlated with total chlorophyll-a and the contribution of large (>5 μm) phytoplankton to total chlorophyll, indicating the availability of food as an important factor determining the larval distribution observed. Nudibranch veligers, nemertean pilidia, echinoderm and planula larvae were more abundant at stations in the central Bellingshausen Sea, which was characterized by low phytoplankton biomass and production. Higher abundances of echinospira veligers and polychaete larvae were found at the more productive stations close to Peter I Island and the Antarctic Peninsula. The abundance and diversity of larval types found in the Bellingshausen Sea during the BENTART-06 cruise support the hypothesis that indirect development through larval swimming stages plays a key role in benthic recruitment in polar areas.Ministerio de Ciencia y Tecnología; CGL2004-0185

Research priorities for seafood-dependent livelihoods under ocean climate change extreme events

Financiado para publicación en acceso aberto: Universidad de Vigo/CISUGThe current magnitude of ocean extreme events already exceeds the end-of-the-decade scenario estimates, and therefore incremental adaptation measures will render insufficient for seafood-dependent livelihoods. Nevertheless, transformational change is deemed promising, but uncertainties remain as to what activates such processes and how maladaptation outcomes can be avoided. While the science on extreme events is advancing fast, little is known about livelihood adaptation and transformation processes in the context of single or compound ocean extreme events. We identify a set of research priorities: 1) the identification of hotspot areas for coastal compound extreme events, 2) the development of bottom-up case study analysis of adaptation to extreme events, 3) the identification of constrainers and enablers to livelihood adaptation and transformation under abrupt change, and 4) directing research to contribute to climatechange policy. An effort addressing these key gaps will inform seafood-dependent livelihood adaptation policies for the 2030 Agenda and beyond

Distribución del meroplancton en el Estrecho de Bransfield, Antártida

Tradicionalmente se ha pensado que los invertebrados antárticos marinos habían desarrollado una serie de estrategias adaptativas para responder al frío y a la fuerte estacionalidad en un medio donde la producción primaria se reduce a un corto periodo durante el verano austral. Entre ellas, la supresión de la fase larvaria pelágica fue considerada como una de las principales adaptaciones de los invertebrados bentónicos a las duras condiciones ambientales de la Antártida. Sin embargo, recientes investigaciones han revelado una cierta abundancia y diversidad de formas larvarias de invertebrados bentónicos, algunas de las cuales son planctotróficas. Además, algunas de las especies bentónicas más abundantes se reproducen estacionalmente, normalmente a finales de invierno y principios de primavera para sincronizar la emisión larvaria con el pulso fitoplanctónico de verano. Asociado a esto, surge el problema de explicar la existencia de larvas planctotróficas en un medio con una disponibilidad de carbono en forma de fitoplancton por debajo de la necesaria para el desarrollo de dichas larvas por lo que se propusieron otras fuentes de alimentación como bacterias, detritos y materia orgánica disuelta. Durante su fase pelágica, las larvas de los invertebrados bentónicos que conforman el meroplancton están expuestas a la variación de números factores físico-químicos como la temperatura, la salinidad y la luz así como de factores bióticos como la disponibilidad de alimento y la depredación que influyen en sus probabilidades de supervivencia, desarrollo y dispersión. Aunque de forma general se ha pensado que la capacidad de estos organismos para nadar era irrelevante frente a la turbulencia de la columna de agua, siendo por tanto consideradas como una partícula pasiva que deriva con las corrientes, se ha constatado que el comportamiento larvario en función de determinados estímulos juega un papel fundamental en el transporte larvario al influir en su distribución vertical y, por lo tanto en la horizontal. Sin embargo, son pocos los estudios que han tratado de explicar la distribución del meroplancton en el Océano Sur donde, al igual que en otras regiones, existe un claro acoplamiento entre las características físicas y la comunidad planctónica. Por lo anteriormente expuesto, el objetivo de la presente memoria es conocer la diversidad de las larvas de invertebrados bentónicos en el Estrecho de Bransfield, y estudiar sus patrones de distribución en relación a las características físico-químicas y biológicas de la columna de agua. La hidrografía del Estrecho de Bransfield se caracteriza por dos sistemas frontales bien definidos: el Frente Peninsular que separa el agua bien estratificada, relativamente cálida y de baja salinidad procedente del Mar de Bellingshausen del agua más homogénea, fría y salada procedente del Mar de Weddell; y el Frente de Bransfield que está relacionado con la Corriente de Bransfield y que discurre en dirección noreste a lo largo del talud de las Islas Shetland del Sur. Entre estos dos frentes se ha observado un sistema de remolinos anticiclónicos. Durante la campaña interdisciplinar BREDDIES 03, realizada a bordo del BIO Hespérides, se recolectaron 184 muestras de plancton mediante una red múltiple de plancton (BIONESS) en cinco intervalos de profundidad desde los 300 m hasta la superficie a lo largo de cuatro transectos en el Estrecho de Bransfield entre diciembre y enero de 2003. Además en cada estación, se realizaron perfiles de CTD y se recogieron muestras de agua a distintas profundidades utilizando una Roseta acoplada al CDT. Las muestras de zooplancton fueron separadas, determinadas y cuantificadas en los distintos tipos larvarios de los grupos zoológicos. Se recogieron casi 7.800 larvas de invertebrados bentónicos identificándose 28 unidades taxonómicas operacionales, correspondientes a 10 filos, siendo las braquiolarias de asteroideos y las nectoquetas de poliquetos los tipos más abundantes, seguidos por las velígeras de moluscos y pilidio de nemertinos. Además se encontraron larvas de sipuncúlidos, picnogónidos, ascidias, cirrípedos, briozoos y turbelarios. Entre ellas, las braquiolarias de asteroideos podrían ser identificadas como larvas de estrella de mar del género Odontaster; la mayoría de las larvas de poliquetos fueron asignadas a la familia Spionidae. Algunas de las larvas de nemertino fueron identificadas como Parborlasia corrugatus. Se encontró que los patrones de distribución larvaria estaban explicados por las condiciones hidrográficas. Así, la máxima concentración del meroplancton estaba asociada al Frente de Bransfield, disminuyendo hacia el continente donde el agua fría de Weddell discurre paralela a la Península Antártica. Asimismo se describió transporte de larvas por la Corriente de Bransfield, además de mezcla o hundimiento provocado por la presencia de remolinos anticiclónicos asociados al frente que pueden estar acumulando las larvas de especies costeras de las Shetland del Sur. En relación a lo anterior, se observó una fuerte dependencia de las larvas a las masas de agua, de forma que las larvas de asteroideos aparecieron fundamentalmente en la parte central del Estrecho de Bransfield por encima de los 100 m en el Agua Transicional de Bellingshausen mientras que las larvas de poliquetos se encontraron a mayor profundidad en el Agua Transicional de Weddell. Por otro lado, la abundancia y distribución de las larvas braquiolarias de asteroideos exhibieron una correlación positiva con el fitoplancton que puede ser ingerido por las larvas, es decir, al menor de 20 µm, principalmente con las criptofíceas, lo que puede llevar a pensar que las braquiolarias podrían estar modificando su posición en la columna de agua con el fin de concentrarse en las zonas con una elevada cantidad de alimento con el fin de satisfacer sus necesidades metabólicas, ya que contrariamente a lo que se creía de que la ausencia de larvas planctotróficas en el Océano Sur se debía a la reducida disponibilidad de alimento de forma que las larvas no podrían sobrevivir, se observó que el fitoplancton presente en el Estrecho de Bransfield en el mes de enero, es suficiente casi todas las profundidades y estaciones para que una larva de Odontaster pueda cubrir sus requerimientos energéticos y desarrollarse hasta las fases larvarias finales previas al reclutamiento como parecen demostrar la presencia de larvas con rudimento de juvenil. Sin embargo, por el contrario, resultó sorprendente que en el resto de las larvas planctotróficas (nectoquetas de poliquetos, pilidio de nemertinos y velígeras de moluscos) no se encontrara ninguna relación con el fitoplancton que puede ser ingerido, por lo que se puede pensar que estas larvas están utilizando otras fuentes de alimentación como bacterias, detritos y materia orgánica disuelta, o bien que gracias a las tasas metabólicas tan bajas registradas en zonas polares, éstas larvas puedan sobrevivir durante varios meses utilizando las reservas energéticas del vitelo del huevo antes del pulso fitoplanctónico.Ministerio de Ciencia y Tecnología | Ref. REN2001-265

Food-limited invertebrate larvae in the Southern Ocean: testing a paradigm

A long-standing paradigm of larval ecology is that the high incidence of non-feeding larval development in Antarctic invertebrates is an adaptation to limited availability of algal food. Antarctic plankton communities have a relatively high diversity and abundance of invertebrate larvae, some of which are planktotrophic and synchronize the presence of feeding larval stages to peaks in summer phytoplankton. Among the echinoderm larvae found between 30 December 2002 and 7 January 2003 in the Bransfield Strait, the planktotrophic brachiolaria of Odontaster were the most abundant. Although phytoplankton is the main food source for planktotrophic larvae of asteroids in other oceans, previous estimates of the carbon requirements of larvae of the Antarctic asteroid O. validus have indicated that these larvae could not survive on natural levels of Antarctic phytoplankton. The main aims of the present study were to establish whether the abundance of Odontaster larvae is related to that of palatable phytoplankton and to determine whether the availability of the latter would be sufficient to cover the carbon requirements of the larvae. We found that of all palatable phytoplanktonic groups (Cryptophyceae, picoplankton, nanoplankton and ultraplankton), only Cryptophyceae was a significant predictor of brachiolaria abundance, along with the stratification index. We also found that the carbon content of the total palatable phytoplankton would be sufficient to meet the carbon requirements of Odontaster larvae at almost all stations and depths. Although O. validus spawns between mid- and late winter when the concentration of phytoplankton is lowest, winter spawning may be one way of meeting the exogenous energetic requirements of larvae.This study was part of the BREDDIES Project (REN2001-2650/ANT) and the COUPLING project (CTM2008-06343-C02/ANT) sponsored by the Spanish Ministry of Science and Technology.Peer reviewe

Research priorities for seafood-dependent livelihoods under ocean climate change extreme events

The current magnitude of ocean extreme events already exceeds the end-of-the-decade scenario estimates, and therefore incremental adaptation measures will render insufficient for seafood-dependent livelihoods. Nevertheless, transformational change is deemed promising, but uncertainties remain as to what activates such processes and how maladaptation outcomes can be avoided. While the science on extreme events is advancing fast, little is known about livelihood adaptation and transformation processes in the context of single or compound ocean extreme events. We identify a set of research priorities: 1) the identification of hotspot areas for coastal compound extreme events, 2) the development of bottom-up case study analysis of adaptation to extreme events, 3) the identification of constrainers and enablers to livelihood adaptation and transformation under abrupt change, and 4) directing research to contribute to climate -change policy. An effort addressing these key gaps will inform seafood-dependent livelihood adaptation policies for the 2030 Agenda and beyond

Polar Marine Biology Science in Portugal and Spain: Recent Advances and Future Perspectives

Polar marine ecosystems have global ecological and economic importance because of their unique biodiversity and their major role in climate processes and commercial fisheries, among others. Portugal and Spain have been highly active in a wide range of disciplines in marine biology of the Antarctic and the Arctic. The main aim of this paper is to provide a synopsis of some of the results and initiatives undertaken by Portuguese and Spanish polar teams within the field of marine sciences, particularly on benthic and pelagic biodiversity (species diversity and abundance, including microbial, molecular, physiological and chemical mechanisms in polar organisms), conservation and ecology of top predators (particularly penguins, albatrosses and seals), and pollutants and evolution of marine organisms associated with major issues such as climate change, ocean acidification and UV radiation effects. Both countries have focused their polar research more in the Antarctic than in the Arctic. Portugal and Spain should encourage research groups to continue increasing their collaborations with other countries and develop multi-disciplinary research projects, as well as to maintain highly active memberships within major organizations, such as the Scientific Committee for Antarctic Research (SCAR), the International Arctic Science Council (IASC) and the Association of Polar Early Career Scientists (APECS), and in international research projects.Fundação para a Ciência e a Tecnologia PTDC/MAR/099366/2008, Pest-OE/MAR/UI0331/2011Ministerio de Ciencia e Innovación POL2006-06399, CGL2007- 65453/ANT, CTM2010-17415/ANT, CLG2007-28872-E/ANT, REN2002-11565-E/ANT “CASES-2003/4”Xunta de Galicia CTM2009-11128ANTFondo Europeo de Desarrollo Regional GL2007-64149/ANT, CTM2011-24007, REN2001-5004/ANT, CGL2004-01348, POL2006-05175, CGL2007-60369, CTM2009-08154-E, CTM2011- 2442

Polar marine biology science in Portugal and Spain: Recent advances and future perspectives

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