Análisis de metabarcoding de ADN para el fitoplancton en cuatro sectores del Atlántico Suroeste en el contexto del océano global

Abstract

The Southwest Atlantic Ocean (SWAO) is a spatially dynamic region with a remarkably high primary productivity. An exhaustive identification of the members of its phytoplankton community is a key step to understand the processes that sustain this ecosystem. Here, we provide a community composition analysis of eukaryotic phytoplankton in four SWAO sectors. We gathered 18S rRNA gene metabarcoding data and complemented it with confocal microscopy images, both from the Tara Oceans expedition in late spring 2010. Our work showed local and regional variation across three different size fractions that reflect the complexity of this region. Diversity decreased along temperature and latitudinal gradients, but also showed intricate patterns of occurrences across samples, suggesting that multiple factors shape the community structure. Samples resembled communities from other temperate regions and showed an increasing influence by cold waters from the Southern Ocean towards higher latitudes. These results complement previous regional studies that used other methods such as microscopy or pigment analysis. Our study contributes to the beginning of genomic-based surveys of plankton communities in the SW Atlantic and calls for further work in the region to enhance ecosystem monitoring and projections in the context of global change.

El Océano Atlántico Suroeste es una región espacialmente dinámica, con sectores de alta productividad primaria. Un paso fundamental en la comprensión de los procesos que sostienen este ecosistema consiste en identificar a las especies del fitoplancton de forma exhaustiva. En el presente estudio analizamos la composición de la comunidad del fitoplancton eucariota en cuatro sectores del Océano Atlántico Suroeste. Para ello utilizamos datos de secuenciación masiva del gen ARNr 18S e imágenes de microscopía confocal de la expedición Tara Oceans, correspondientes a la primavera tardía del 2010. Las variaciones locales y regionales en las tres fracciones de tamaño que analizamos reflejan la complejidad de este ecosistema. Mientras la diversidad disminuyó hacia altas latitudes y bajas temperaturas, la comunidad presentó patrones intrincados en la composición de sus muestras, lo que sugiere la existencia de múltiples factores que determinan la estructura de la comunidad. Las muestras se asemejaron a las comunidades de otras regiones oceánicas templadas del planeta, aunque con una influencia de las aguas frías del Océano Antártico en el caso de las más australes. Estos resultados complementan estudios regionales previos en los que se utilizaron otros métodos como la microscopía o el análisis de pigmentos. Nuestro trabajo contribuye al comienzo de estudios genómicos de las comunidades de plancton en el Atlántico Suroeste y resalta la necesidad de contar con más estudios en la región para mejorar el monitoreo y las proyecciones de los ecosistemas en el contexto del cambio global.