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Article Dans Une Revue (Data Paper) Biogeosciences Année : 2024

Potential impacts of cable bacteria activity on hard-shelled benthic foraminifera: implications for their interpretation as bioindicators or paleoproxies

Potentiels impacts de l'activité des cable bacteria sur les foraminifères benthiques: implications pour leurs interprétations comme bioindicateurs ou paléoproxies

Résumé

Hard-shelled foraminifera are protists able to build a calcareous or agglutinated shell (called a “test”). Here we study the impact of sediment acidification on calcareous test preservation. For this study, sediment cores were sampled in the macrotidal Auray estuary located on the French Atlantic coast. Living and dead foraminifera were quantified until 5 cm depth and discriminated using the Cell-Tracker™ Green vital marker. The pH and oxygen profiles combined with quantitative polymerase chain reaction (qPCR) suggested that cable bacteria were most likely to cause the acidifying process. Cable bacteria (CB) are filamentous bacteria coupling sulfide oxidation to oxygen reduction over centimetre distances, generating a strong pH gradient within the first few centimetres of the sediment that could affect the microhabitats occupied by benthic foraminifera. On two different intertidal mudflats, volumetric filament densities have been estimated. They were comparable to those observed in the literature for coastal environments, with 7.4 ± 0.4 and 74.4 ± 5.0 m cm−3 per bulk sediment, respectively. Highly contrasting sediment acidification (from low to very intense) was described from 1.0 to 2.4 ΔpH. This seems to lead to various dissolution stages of the foraminiferal calcareous test from intact to fully dissolved tests revealing the organic lining. The dissolution scale is based on observations of living Ammonia spp. and Haynesina germanica specimens under a scanning electronic microscope. Furthermore, dead foraminiferal assemblages showed a strong calcareous test loss and an organic lining accumulation throughout depth under low pH, hampering the test preservation in deep sediment. These changes in both living and dead foraminiferal assemblages suggest that cable bacteria must be considered in ecological monitoring and historical studies using foraminifera as bioindicators and paleoenvironmental proxies.
Les foraminifères à test dur sont des protistes capables de construire une coquille carbonatée ou agglutinée (appelée "test"). Nous étudions ici l'impact de l'acidification des sédiments sur la préservation des tests carbonatés. Pour cette étude, des carottes de sédiments ont été prélevées dans l'estuaire macrotidal d'Auray, situé sur la côte atlantique française. Les foraminifères vivants et morts ont été quantifiés jusqu'à 5 cm de profondeur et différenciés à l'aide du biomarqueur vital Cell-Tracker™ Green. Les profils de pH et d'oxygène combinés à la réaction en chaîne par polymérase quantitative (qPCR) ont suggéré que les cable bacteria étaient très probablement à l'origine du processus d'acidification. Les cable bacteria (CB) sont des bactéries filamenteuses couplant l'oxydation des sulfures à la réduction de l'oxygène sur des distances centimétriques, générant un fort gradient de pH dans les premiers centimètres du sédiment qui pourrait affecter les microhabitats occupés par les foraminifères benthiques. Sur deux vasières intertidales différentes, des densités volumétriques de filaments ont été estimées. Elles étaient comparables à celles observées dans la littérature pour les environnements côtiers, avec respectivement 7,4 ± 0,4 et 74,4 ± 5,0 m.cm-3 de sédiment. Une acidification très contrastée des sédiments (de faible à très intense) a été décrite de 1,0 à 2,4 ΔpH, et elle semble conduire à différents stades de dissolution du test carbonaté des foraminifères, depuis des tests intacts jusqu'à des tests entièrement dissous révélant la membrane organique. L'échelle de dissolution est basée sur des observations de spécimens vivants d'Ammonia spp. et de Haynesina germanica sous micro électronique à balayage. En outre, les assemblages de foraminifères morts ont montré une forte perte de test carbonaté et une accumulation des membranes organiques avec la profondeur sous un faible pH, entravant la préservation du test dans les sédiments profonds. Ces changements dans les assemblages de foraminifères vivants et morts suggèrent que les cable bacteria doivent être prises en compte dans les études environnementales ou historiques utilisant les foraminifères comme bioindicateurs ou proxies paléoenvironnementaux.
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Dates et versions

hal-04469640 , version 1 (20-02-2024)

Identifiants

Citer

Maxime Daviray, Emmanuelle Geslin, Nils Risgaard-Petersen, Vincent V Scholz, Marie Fouet, et al.. Potential impacts of cable bacteria activity on hard-shelled benthic foraminifera: implications for their interpretation as bioindicators or paleoproxies. Biogeosciences, 2024, 21 (4), pp.911-928. ⟨10.5194/bg-21-911-2024⟩. ⟨hal-04469640⟩
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