Is the meiofauna a good indicator for climate change and anthropogenic impacts?

Our planet is changing, and one of the most pressing challenges facing the scientific community revolves around understanding how ecological communities respond to global changes. From coastal to deep-sea ecosystems, ecologists are exploring new areas of research to find model organisms that help predict the future of life on our planet. Among the different categories of organisms, meiofauna offer several advantages for the study of marine benthic ecosystems. This paper reviews the advances in the study of meiofauna with regard to climate change and anthropogenic impacts. Four taxonomic groups are valuable for predicting global changes: foraminifers (especially calcareous forms), nematodes, copepods and ostracods. Environmental variables are fundamental in the interpretation of meiofaunal patterns and multistressor experiments are more informative than single stressor ones, revealing complex ecological and biological interactions. Global change has a general negative effect on meiofauna, with important consequences on benthic food webs. However, some meiofaunal species can be favoured by the extreme conditions induced by global change, as they can exhibit remarkable physiological adaptations. This review highlights the need to incorporate studies on taxonomy, genetics and function of meiofaunal taxa into global change impact research

Etude du phénomène d'adhésion chez la larve d'huître creuse Crassostrea gigas au stade pédivéligère

Oysters show a two-phase life cycle: pelagic larvae adhere before metamorphosis into benthic life. Larval adhesion occurs at the pediveliger stage by secretion of a bioadhesive produced by a specialized organ: the foot. The oyster Crassostrea gigas is an organism of economic and ecological importance, and a model for study in marine biology, but the phenomenon of adhesion in the pediveliger larvae is poorly documented. A morphological description of the pediveliger larvae by histology and electron microscopy was performed to describe the glands responsible for the secretion of the adhesive.A predominantly proteinaceous composition of the adhesive was revealed by histochemistry and FTIR spectroscopy. An in silico analysis of available transcriptomic data from C. gigas was made to identify genes probably involved in adhesion. Two proteomic analyses, performed on whole larvae and on the secreted adhesive, characterizing proteins related to biosynthesis and adhesive structure. A collagen-like protein appears to be involved in the adhesive structure of C. gigas. This first approach to the study of the adhesion of C. gigas makes it possible to consider the biotechnological enhancement of the identified molecules. Despite their toxicity, synthetic adhesives dominate the world market. The development of biomimetic adhesives, based on marine bioadhesive strategies could be an alternative, and allowing furthermore bonding in wet condition.Les huîtres présentent un cycle de vie en deux phases : les larves pélagiques s’adhérent avant de se métamorphoser pour une vie benthique.L’adhésion larvaire se fait au stade pédivéligère par sécrétion d’un bioadhésif produit par un organe spécialisé : le pied. Bien que l’huître Crassostrea gigas soit un organisme d’importance économique et écologique, et un modèle d’étude en biologie marine, le phénomène d’adhésion chez la larve pédivéligère est peu documenté. Une étude morphologique des larves pédivéligères par histologie et microscopie électronique a été réalisée, afin de décrire les glandes responsables de la sécrétion de l’adhésif. Une composition majoritairement protéique de l’adhésif a été révélée par histochimie et spectroscopie FTIR.Une analyse in silico des données transcriptomiques disponibles chez C. gigas a permis d’identifier des gènes probablement impliqués dans l’adhésion.Deux analyses protéomiques, menées sur les larves entières et l’adhésif sécrété ont permis de caractériser des protéines en lien avec la biosynthèse et la structure de l’adhésif. Une protéine de type collagène apparaît impliquée dans la structure de l’adhésif de C. gigas. Cette première approche de l’étude de l’adhésion de C. gigas, permet d’envisager la valorisation biotechnologique des molécules identifiées. Le développement d’adhésifs biomimétiques, élaborés sur le principe des bioadhésifs marins, autoriserait le collage en milieu humide, et serait une alternative aux adhésifs synthétiques qui malgré leur toxicité, dominent le marché mondial

Study of the adhesion phenomenon in the Pacific oyster larvae Crassostrea gigas at the pediveliger stage.

Les huîtres présentent un cycle de vie en deux phases : les larves pélagiques s’adhérent avant de se métamorphoser pour une vie benthique.L’adhésion larvaire se fait au stade pédivéligère par sécrétion d’un bioadhésif produit par un organe spécialisé : le pied. Bien que l’huître Crassostrea gigas soit un organisme d’importance économique et écologique, et un modèle d’étude en biologie marine, le phénomène d’adhésion chez la larve pédivéligère est peu documenté. Une étude morphologique des larves pédivéligères par histologie et microscopie électronique a été réalisée, afin de décrire les glandes responsables de la sécrétion de l’adhésif. Une composition majoritairement protéique de l’adhésif a été révélée par histochimie et spectroscopie FTIR.Une analyse in silico des données transcriptomiques disponibles chez C. gigas a permis d’identifier des gènes probablement impliqués dans l’adhésion.Deux analyses protéomiques, menées sur les larves entières et l’adhésif sécrété ont permis de caractériser des protéines en lien avec la biosynthèse et la structure de l’adhésif. Une protéine de type collagène apparaît impliquée dans la structure de l’adhésif de C. gigas. Cette première approche de l’étude de l’adhésion de C. gigas, permet d’envisager la valorisation biotechnologique des molécules identifiées. Le développement d’adhésifs biomimétiques, élaborés sur le principe des bioadhésifs marins, autoriserait le collage en milieu humide, et serait une alternative aux adhésifs synthétiques qui malgré leur toxicité, dominent le marché mondial.Oysters show a two-phase life cycle: pelagic larvae adhere before metamorphosis into benthic life. Larval adhesion occurs at the pediveliger stage by secretion of a bioadhesive produced by a specialized organ: the foot. The oyster Crassostrea gigas is an organism of economic and ecological importance, and a model for study in marine biology, but the phenomenon of adhesion in the pediveliger larvae is poorly documented. A morphological description of the pediveliger larvae by histology and electron microscopy was performed to describe the glands responsible for the secretion of the adhesive.A predominantly proteinaceous composition of the adhesive was revealed by histochemistry and FTIR spectroscopy. An in silico analysis of available transcriptomic data from C. gigas was made to identify genes probably involved in adhesion. Two proteomic analyses, performed on whole larvae and on the secreted adhesive, characterizing proteins related to biosynthesis and adhesive structure. A collagen-like protein appears to be involved in the adhesive structure of C. gigas. This first approach to the study of the adhesion of C. gigas makes it possible to consider the biotechnological enhancement of the identified molecules. Despite their toxicity, synthetic adhesives dominate the world market. The development of biomimetic adhesives, based on marine bioadhesive strategies could be an alternative, and allowing furthermore bonding in wet condition

Enhanced scanning electron microscopy images using muscovite mica, an example with Rhizaria

International audienceMuscovite mica sheets were used as a support to capture scanning electron microscopy pictures of marine biological samples. The physical properties of the cleaved muscovite mica provide a clean background, which greatly reduces the postprocessing of images, thereby enhancing them and resulting in impressive images. We chose siliceous Rhizaria for this investigation due to their morphological diversity and elaborate skeletons

From Crassostrea gigas oyster larvae adhesion studies to potential biotechnological development of marine adhesives

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In Silico Analysis of Pacific Oyster (Crassostrea gigas) Transcriptome over Developmental Stages Reveals Candidate Genes for Larval Settlement

WOS:000459747700197International audienceFollowing their planktonic phase, the larvae of benthic marine organisms must locate a suitable habitat to settle and metamorphose. For oysters, larval adhesion occurs at the pediveliger stage with the secretion of a proteinaceous bioadhesive produced by the foot, a specialized and ephemeral organ. Oyster bioadhesive is highly resistant to proteomic extraction and is only produced in very low quantities, which explains why it has been very little examined in larvae to date. In silico analysis of nucleic acid databases could help to identify genes of interest implicated in settlement. In this work, the publicly available transcriptome of Pacific oyster Crassostrea gigas over its developmental stages was mined to select genes highly expressed at the pediveliger stage. Our analysis revealed 59 sequences potentially implicated in adhesion of C. gigas larvae. Some related proteins contain conserved domains already described in other bioadhesives. We propose a hypothetic composition of C. gigas bioadhesive in which the protein constituent is probably composed of collagen and the von Willebrand Factor domain could play a role in adhesive cohesion. Genes coding for enzymes implicated in DOPA chemistry were also detected, indicating that this modification is also potentially present in the adhesive of pediveliger larvae

Biodiversity underestimation in our bLUe planEt: artificial intelligence (AI) REVOLUTION in benthic taxonomy. BLUE REVOLUTION project

International audienc

Génération d'images de la Méiofaune à l'aide de StyleGAN2 : Cas des Copepoda

International audienceNous explorons différentes approches hiérarchiques de transfert d’apprentissage d’un réseau antagoniste génératif StyleGAN2 afin de synthétiser des images de Copepoda. Il s’agit d’un des groupes les plus abondants de la faune aquatique, possédant peu d’images disponibles publiquement. Ces animaux sont de formidables bio-indicateurs de la pollution ou des changements environnementaux d’un milieu. Deux schémas d’apprentissage sont proposés. Le premier consiste à pré-entraîner le réseau avec les données d’un autre spécimen de même rang taxonomique et de faire un transfert d’apprentissage sur les données de l’animal étudié. Le deuxième consiste à pré-entraîner le réseau pour capturer les caractéristiques communes aux spécimens d’un rang taxonomique supérieur, pour enfin affiner le modèle au rang taxonomique inférieur souhaité.Ces méthodes visent à profiter des relations qui lient différents rangs taxonomiques. Les modèles obtenus sont ensuite évalués à l’aide des métriques FID et KID. Les images générées sont prometteuses, montrant des caractéristiques morphologiques typiques des copépodes. Ces données pourront ensuite être utilisées pour la formation de futurs taxonomistes et pour le développement de classifieurs de ces animaux, modèles qui nécessitent un grand nombre d’images pour leur entraînement

Meiofauna Images Generation Using StyleGAN2: A Case Study of Copepoda

In this work, we propose two StyleGAN2 hierarchical transfer learning approaches in order to generate images of animals belonging to the Copepoda group. Copepods are one of the most represented groups of the aquatic environment, yet only few publicly available images are available. These animals, like other groups of meiofauna, are formidable bio-indicators of environmental changes or pollution of an habitat. The used Copepoda dataset is composed of animals belonging to four orders namely Calanoida, Cyclopoida, Harpacticoida and Siphonostomatoida. Our approaches consists in first training with the available data of all the orders or with the most represented order images before training again with the images of the specimens we wish to synthesise. We evaluate the results using the FID and KID metrics. The synthetic images are promising, showing typical morphological features of Copepods, and could be used by future taxonomists. Generated images could represent a new research object for the creation of meiofauna classifiers, models that require a large number of images for training

Biodiversity underestimation in our bLUe planEt: artificial intelligence (AI) REVOLUTION in benthic taxonomy (BLUEREVOLUTION project)

International audienc