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Accès ouvert déclaré 2023 article

Small-scale oxygen distribution patterns in a coral reef

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6Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : nl, dk, us, cw, de, sa. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

One mechanism giving fleshy algae a competitive advantage over corals during reef degradation is algal-induced and microbially-mediated hypoxia (typically less than 69.5 µmol oxygen L−1). During hypoxic conditions oxygen availability becomes insufficient to sustain aerobic respiration in most metazoans. Algae are more tolerant of low oxygen conditions and may outcompete corals weakened by hypoxia. A key question on the ecological importance of this mechanism remains unanswered: How extensive are local hypoxic zones in highly turbulent aquatic environments, continuously flushed by currents and wave surge? To better understand the concert of biological, chemical, and physical factors that determine the abundance and distribution of oxygen in this environment, we combined 3D imagery, flow measurements, macro- and micro-organismal abundance estimates, and experimentally determined biogenic oxygen and carbon fluxes as input values for a 3D bio-physical model. The model was first developed and verified for controlled flume experiments containing coral and algal colonies in direct interaction. We then developed a three-dimensional numerical model of an existing coral reef plot off the coast of Curaçao where oxygen concentrations for comparison were collected in a small-scale grid using fiberoptic oxygen optodes. Oxygen distribution patterns given by the model were a good predictor for in situ concentrations and indicate widespread localized differences exceeding 50 µmol L-1 over distances less than a decimeter. This suggests that small-scale hypoxic zones can persist for an extended period of time in the turbulent environment of a wave- and surge- exposed coral reef. This work highlights how the combination of three-dimensional imagery, biogenic fluxes, and fluid dynamic modeling can provide a powerful tool to illustrate and predict the distribution of analytes (e.g., oxygen or other bioactive substances) in a highly complex system.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Small-scale oxygen distribution patterns in a coral reef
Date Crossref
11/04/2023
Éditeur
Frontiers Media SA
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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