Experimental Demonstration of Real Time Receiver for FDMA PON

International audienceFDMA PON provides high aggregate capacity (20-40Gbps) without requiring the user modules to operate at such high data rate. In this paper, we present for the first time a real time implementation of a FDM receiver in FPGA 1Gbitps in transceiver modules for an ONU and OLT

Sea ice algae as food source- High trophic dependency of important energy transmitters in the central Arctic Ocean

Polar ecosystems thrive significantly on carbon synthesized by sea ice-associated microalgae during long periods of the year. Continued alterations of the sea ice system might not only have dramatic consequences for the sympagic (ice-associated) ecosystem, but will also have a large impact on the pelagic food web due to the close connectivity between the sea ice and the pelagic system. Thus, it is crucial to identify to which extent ecologically important species in the Arctic Ocean trophically depend on ice algae-produced carbon versus carbon produced by pelagic phytoplankton

Dependency of Arctic zooplankton on pelagic food sources: New insights from fatty acid and stable isotope analyses

Global warming causes dramatic environmental change to Arctic ecosystems. While pelagic primary production is initiated earlier and its intensity can be increased due to earlier ice melt and extended open-water periods, sea-ice primary production is progressively confined on a spatio-temporal scale, leading to unknown consequences for the ice-associated (sympagic) food web. Understanding ecological responses to changes in the availability and composition of pelagic and sympagic food sources is crucial to determine potential changes of food-web structure and functioning in Arctic marine communities under increasingly ice-free conditions. Focus was placed on the importance of suspended particulate organic matter vs. sympagic organic matter for 12 zooplankton species with different feeding modes covering five taxonomic groups (copepods, krill, amphipods, chaetognaths, and appendicularians) at two ice-covered, but environmentally different, stations in the north-western Barents Sea in August 2019. Contributions of diatom- and flagellate-associated fatty acids (FAs) to total lipid content and carbon stable isotopic compositions of these FAs were used to discriminate food sources and trace flows of organic matter in marine food webs. Combination of proportional contributions of FA markers with FA isotopic composition indicated that consumers mostly relied, directly (herbivorous species), or indirectly (omnivorous and carnivorous species), on pelagic diatoms and flagellates, independently of environmental conditions at the sampling locations, trophic position, and feeding mode. Differences were nevertheless observed between species. Contrary to other studies demonstrating a high importance of sympagic organic matter for food-web processes, our results highlight the complexity and variability of trophic structures and dependencies in different Arctic food webs

DNA metabarcoding reveals a diverse, omnivorous diet of Arctic amphipods during the polar night, with jellyfish and fish as major prey

IntroductionCurrently, Arctic marine ecosystems are witnessing the most rapid physical changes worldwide, leading to shifts in pelagic and benthic communities and food web structure, concomitant with the introduction of boreal species. Gelatinous zooplankton or jellyfish represent one particular group of which several boreal species are prone to undergo significant poleward range expansions and population increases in the Arctic in the course of the ongoing changes. Historically, jellyfish were considered a trophic dead-end, but an increasing number of studies using modern tools have highlighted their role as major prey items in marine food webs. In this study, we aimed to verify the role of jellyfish and other metazoans as food sources in the Arctic polar night food web, when pelagic resources are limited.MethodsWe identified the diet of different bentho-pelagic amphipod species in the Atlantifying Kongsfjorden (West Svalbard) during the polar night. We regularly sampled lysianassoid and gammarid amphipods using baited traps and hand nets over a period of one month during the polar night and identified their diet spectrum by applying DNA metabarcoding (COI) to their stomach contents.ResultsWe demonstrate that all investigated species are omnivorous. Fish species including polar cod and snailfish, likely in the shape of carrion, played an important role in the diet of the scavengers Orchomenella minuta and Anonyx sarsi. Predation and potential scavenging on jellyfish contributed to the diet of all four investigated species, particularly for the species Gammarus setosus and G. oceanicus, as evidenced by high read abundances and high frequencies of occurrence. Besides jellyfish, crustaceans and macroalgae were important components of the diet of the two Gammarus species.DiscussionThe diverse jellyfish community present in Kongsfjorden in the polar night is clearly being utilized as a food source, either through pelagic feeding or feeding on jelly-falls, albeit to a different extent in the local amphipod community. These findings provide novel insights into the Arctic food web during the polar night and represent the first evidence of feeding on natural (non-experimental) jelly-falls

Ice-fuelled food webs in the Polar Oceans

The Arctic Ocean is undergoing substantial warming and sea ice loss which are likely to cause changes in primary production, export fluxes and productivity of the Arctic marine ecosystems. Yet, we lack sufficient information about the ecosystem productivity, organic carbon cycling and cryo-pelago-benthic coupling processes in the Arctic Ocean. Particularly such information is scarce for deep Arctic basins and the spring to summer transition time. Our aim was to provide carbon budget estimations under different regimes and bloom development stages in the region north of Svalbard. We conducted ecological and biogeochemical early spring process studies in sea ice covered areas, from the shelf to the basins of the European Arctic margin and on the Yermak Plateau during the TRANSSIZ cruise PS 92 on the ice breaker R/V Polarstern in May/June 2015. We identified the potential characteristics of carbon production of primary producers in the sea ice and water column, and secondary production of zooplankton and benthos. We looked into the organic carbon production fate and export, including respiration and burial, as well as identified similarities and differences in ecosystem functioning along topography- , sea ice- and water mass-related gradients. This scientific initiative was undertaken by Arctic in Rapid Transition (ART) International Arctic Science Committee (IASC) network

Detection of solar-like oscillations from Kepler photometry of the open cluster NGC 6819

Asteroseismology of stars in clusters has been a long-sought goal because the assumption of a common age, distance and initial chemical composition allows strong tests of the theory of stellar evolution. We report results from the first 34 days of science data from the Kepler Mission for the open cluster NGC 6819 -- one of four clusters in the field of view. We obtain the first clear detections of solar-like oscillations in the cluster red giants and are able to measure the large frequency separation and the frequency of maximum oscillation power. We find that the asteroseismic parameters allow us to test cluster-membership of the stars, and even with the limited seismic data in hand, we can already identify four possible non-members despite their having a better than 80% membership probability from radial velocity measurements. We are also able to determine the oscillation amplitudes for stars that span about two orders of magnitude in luminosity and find good agreement with the prediction that oscillation amplitudes scale as the luminosity to the power of 0.7. These early results demonstrate the unique potential of asteroseismology of the stellar clusters observed by Kepler.Comment: 5 pages, 4 figures, accepted by ApJ (Lett.

Stellar Astrophysics and Exoplanet Science with the Maunakea Spectroscopic Explorer (MSE)

The Maunakea Spectroscopic Explorer (MSE) is a planned 11.25-m aperture facility with a 1.5 square degree field of view that will be fully dedicated to multi-object spectroscopy. A rebirth of the 3.6m Canada-France-Hawaii Telescope on Maunakea, MSE will use 4332 fibers operating at three different resolving powers (R ~ 2500, 6000, 40000) across a wavelength range of 0.36-1.8mum, with dynamical fiber positioning that allows fibers to match the exposure times of individual objects. MSE will enable spectroscopic surveys with unprecedented scale and sensitivity by collecting millions of spectra per year down to limiting magnitudes of g ~ 20-24 mag, with a nominal velocity precision of ~100 m/s in high-resolution mode. This white paper describes science cases for stellar astrophysics and exoplanet science using MSE, including the discovery and atmospheric characterization of exoplanets and substellar objects, stellar physics with star clusters, asteroseismology of solar-like oscillators and opacity-driven pulsators, studies of stellar rotation, activity, and multiplicity, as well as the chemical characterization of AGB and extremely metal-poor stars.Comment: 31 pages, 11 figures; To appear as a chapter for the Detailed Science Case of the Maunakea Spectroscopic Explore

Projet Seine-Aval 6 PHARESEE « Productivité microphytobenthique des HAbitats intertidaux en lien avec la dynamique sédimentaire, biogéochimique et les ingénieurs d'écosystème de la faune benthique : implication pour des enjeux de modélisation et de REhabilitation des vasières de la SEine Estuarienne »

L'estuaire de la Seine est soumis à divers stress anthropiques et hydro-climatiques. Cet écosystème côtier perd son caractère estuarien à cause d'aménagements qui ont eu comme conséquence de voir disparaître de vastes surfaces de vasières intertidales. Ces habitats fonctionnels jouent un rôle majeur dans le fonctionnement écologique des estuaires, car ils abritent des communautés méio- et macro-benthiques très diversifiées et représentent la principale zone d’alimentation de nombreux vertébrés dont certains d’intérêt écologique ou commercial majeur (e.g. poissons, oiseaux). La dynamique des vasières intertidales est fortement influencée par les processus hydro-sédimentaires estuariens, étant tantôt source, tantôt puits de sédiment. Elles constituent ainsi un élément essentiel des cycles biogéochimiques se déroulant au sein des estuaires. Les caractéristiques morphologiques et biogéochimiques de ces zones vont directement influencer les échanges de matière et d’énergie qui s’y déroulent. Il est donc impératif d'avoir une approche pluridisciplinaire pour comprendre leur fonctionnement. Le projet PHARE-SEE avait pour objectif (i) de mieux comprendre le rôle des bioturbateurs et leur effet sur le microphytobenthos, les paramètres hydrosédimentaires et biogéochimiques dans les vasières de l’estuaire de Seine et (ii) de développer un modèle de production primaire microphytobenthique couplant l’ensemble des paramètres susmentionnés. Le premier objectif du projet a été réalisé en couplant expériences sur le terrain et en laboratoire. Ainsi, des expériences d’exclusion/ensemencement de faune ont été menées sur la vasière Nord, à l’aval de l’estuaire de Seine, et sur 2 faciès sédimentaires contrastés, avec un suivi de la dynamique saisonnière du microphytobenthos et de l’ensemble des paramètres biogéochimiques et hydrosédimentaires. De plus, des expériences en laboratoire ont été réalisées, avec une évaluation des flux diffusifs de nutriments à 2 saisons contrastées (hiver/été) en fonction du mélange sablo-vaseux et de l’intensité de la bioturbation par la macrofaune benthique dominante de la vasière (le ver Hediste diversicolor et le bivalve Scrobicularia plana). Les expériences de terrain ont montré que l’effet saisonnier était plus prononcé que celui des bioturbateurs sur l’ensemble des paramètres biogéochimiques dans le sédiment (matière organique sédimentaire, processus et biomasse microbiens). Contrairement à la matière organique sédimentaire, principalement d’origine terrigène, la matière organique dissoute présente dans les eaux interstitielles, majoritairement d’origine autochtone, est réactive et influencée par l’activité des bioturbateurs. Ces derniers ont une influence prononcée sur l’érodabilité, avec un rôle biostabilisateur efficace pour Hediste diversicolor en été comme en hiver et un rôle déstabilisateur pour Scrobicularia plana exclusivement en été. Malgré des processus de consommations primaires très élevés et des pertes par érosion, le niveau de production primaire microphytobenthique reste par ailleurs très important sur la vasière. Les analyses réalisées ont également révélé le rôle majeur du microphytobenthos dans le réseau trophique pour H. diversicolor, S. plana et la méiofaune (analyses isotopes stables, collaboration projet SA6 SENTINELLES). Les expériences en mésocosme, complémentaires de celles réalisées sur le terrain, ont montré que l’activité de bioturbation des deux ingénieurs d’écosystème diffère quelle que soit la saison. Ainsi, le processus de transport d’eau et des composés dissous (bioirrigation) domine chez H. diversicolor, alors que l’activité de S. plana est dominée par le remaniement sédimentaire. Les flux biogéochimiques à l’interface eau-sédiment sont principalement influencés par la bioirrigation. Enfin, il a été observé que S. plana consomme très activement les biofilms microphytobenthiques et limite fortement leur capacité de développement, alors que la biomasse microphytobenthique n’est pas affectée par les activités de Hediste. Cela démontre que la consommation herbivore est totalement compensée par des effets positifs liés probablement à la bioirrigation, activée de manière générale plus de 40 fois par Hediste. Dans un second temps, ce projet proposait de modéliser la production primaire microphytobenthique en relation avec la dynamique sédimentaire et les processus biogéochimiques. Les données acquises via expériences en laboratoire et sur le terrain ont servi à développer ce modèle. Ainsi, le modèle MARS3D en version Cross-shore 2DV a été implémenté sur la vasière intertidale étudiée avec une très bonne qualité des simulations des processus hydrosédimentaires et des variations altimétriques. L’intégration de l’effet de la bioturbation et de la régulation de l’érodabilité des sédiments a permis d’améliorer encore la qualité des simulations. Un modèle de diffusion thermique a été intégré, testé et amélioré en termes d’interaction avec la composition sédimentaire. Le modèle biogéochimique BLOOM a été intégré également dans le modèle MARS3D avec une dynamique biogéochimique saisonnière bien représentée. Le modèle prend en compte le rôle des bioturbateurs sur les flux diffusifs, mais une perspective d’amélioration doit être envisagée pour mieux reproduire les flux à l’interface eau-sédiment et l’assimilation du NH4 + par le microphytobenthos en surface. Enfin, le modèle de la production primaire microphytobenthique a été implémenté dans le code MARS3D et fournit des simulations de la dynamique spatio-temporelle des biomasses microphytobenthiques intéressantes, même si les flux sont encore sous-estimés dans le modèle et les interactions avec la faune doivent encore être améliorées. Au final, les très nombreuses données issues du projet PHARESEE et le modèle associé serviront à comprendre et relier les nombreux facteurs influençant le fonctionnement des vasières et leurs rôles écosystémiques essentiels – rôle physique, de régulation sur les cycles biogéochimiques et rôle de productivité biologique et soutien au réseau trophique. Des travaux de synthèse ont été engagés en particulier pour tenter d’expliquer le haut niveau de productivité actuel du système en lien avec la bonne santé des espèces sentinelles (ingénieurs d’écosystèmes) de la macrofaune benthique

Age dating of an early Milky Way merger via asteroseismology of the naked-eye star ν Indi

Over the course of its history, the Milky Way has ingested multiple smaller satellite galaxies1. Although these accreted stellar populations can be forensically identified as kinematically distinct structures within the Galaxy, it is difficult in general to date precisely the age at which any one merger occurred. Recent results have revealed a population of stars that were accreted via the collision of a dwarf galaxy, called Gaia–Enceladus1, leading to substantial pollution of the chemical and dynamical properties of the Milky Way. Here we identify the very bright, naked-eye star ν Indi as an indicator of the age of the early in situ population of the Galaxy. We combine asteroseismic, spectroscopic, astrometric and kinematic observations to show that this metal-poor, alpha-element-rich star was an indigenous member of the halo, and we measure its age to be 11.0±0.7 (stat) ±0.8 (sys) billion years. The star bears hallmarks consistent with having been kinematically heated by the Gaia–Enceladus collision. Its age implies that the earliest the merger could have begun was 11.6 and 13.2 billion years ago, at 68% and 95% confidence, respectively. Computations based on hierarchical cosmological models slightly reduce the above limits

ECMO for COVID-19 patients in Europe and Israel

Since March 15th, 2020, 177 centres from Europe and Israel have joined the study, routinely reporting on the ECMO support they provide to COVID-19 patients. The mean annual number of cases treated with ECMO in the participating centres before the pandemic (2019) was 55. The number of COVID-19 patients has increased rapidly each week reaching 1531 treated patients as of September 14th. The greatest number of cases has been reported from France (n = 385), UK (n = 193), Germany (n = 176), Spain (n = 166), and Italy (n = 136) .The mean age of treated patients was 52.6 years (range 16–80), 79% were male. The ECMO configuration used was VV in 91% of cases, VA in 5% and other in 4%. The mean PaO2 before ECMO implantation was 65 mmHg. The mean duration of ECMO support thus far has been 18 days and the mean ICU length of stay of these patients was 33 days. As of the 14th September, overall 841 patients have been weaned from ECMO support, 601 died during ECMO support, 71 died after withdrawal of ECMO, 79 are still receiving ECMO support and for 10 patients status n.a. . Our preliminary data suggest that patients placed on ECMO with severe refractory respiratory or cardiac failure secondary to COVID-19 have a reasonable (55%) chance of survival. Further extensive data analysis is expected to provide invaluable information on the demographics, severity of illness, indications and different ECMO management strategies in these patients