Fig 3 - uploaded by Rossella Barone
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Ostreopsis cells extruding exopolymeric substances from the ventral pore.  

Ostreopsis cells extruding exopolymeric substances from the ventral pore.  

Context in source publication

Context 1
... freely swimming in this mucilaginous matrix. Samples of living macroalgae collected during this event and placed in a large tank showed within a few minutes many reddish mucilaginous threads bridging drifting algae and the tank's walls. Light microscope observations showed Ostreopsis cells extruding exopolymeric substances from the ventral pore (Fig. 3) and cooperating in the rapid formation of the strings (Fig. 4). Small organisms were seen trapped in the newly formed networks, including potential predators of Ostreopsis (e.g. nematodes). At once and amazingly, hundreds of Ostreopsis cells jumped on the partially immobilised organisms (Fig. 5). Two available videos reveal the useless ...

Citations

... Moderate hydrodynamics seems to favor O. cf. ovata cells to remain attached to the substrate (Vila et al., 2001;Barone, 2007;Shears and Ross, 2009;Totti et al., 2010) while rough seas and currents would disperse them. Relatively low wind intensities (2-4 m s − 1 ) were registered concurrently to some blooms in the NW Mediterranean (Vila et al., 2016). ...
... Data collected over the first two years of this monitoring program suggested a distinct pattern concerning the timing of the blooms and specific hydroclimatic conditions in that area ). Indeed, compared to 2008, 2007 was marked by a hot spring and a relatively cold summer and exhibited a strongly marked an earlier bloom episode ...
... It is generally agreed that O. cf. ovata blooms are favored by low hydrodynamic conditions, since the highest abundance levels are rather recorded in sheltered areas, even though blooms have also been observed in exposed sites (Barone, 2007;Totti et al., 2010;Accoroni and Totti, 2016). By comparing bloom events throughout the years, the PCA analysis in this present study showed no straight forward relation between environmental parameters and maximum annual growth rates of O. cf. ...
Article
Blooms of the toxic benthic dinoflagellate Ostreopsis cf. ovata can induce ecological and human health issues in certain temperate areas. In order to prevent these negative effects, long-term monitoring studies of O. cf. ovata blooms have been conducted in several impacted areas to have a comprehensive understanding of bloom dynamics and efficient tools for risk management. O. cf. ovata blooms were monitored every summer (from mid-June to the end of August) on five identified sites in Larvotto beach (Monaco, NW Mediterranean Sea), between 2007 and 2019. This time-series represents one of the largest time-series in the world describing blooms of this species. Bloom phenological features (timing, duration, maximum cell abundance and growth rate), were found to be highly variable throughout the studied period, and were analyzed as a function of different hydroclimatic parameters, including sea surface temperature (SST). The highest net growth rates were related to temperatures ranging between 21°C and 25°C, and did not coincide with maximal temperature records (27.5°C). Such results suggest that, although global warming possibly influences the expansion of O. cf. ovata from tropical to temperate waters, the definite impact of temperature on bloom dynamics might be more complex than a simple facilitation factor for algal growth, at least in NW Mediterranean waters. Furthermore, monthly SST anomalies calculated over this 13-year survey showed a strong positive correlation between spring SST positive anomalies and the bloom starting date, indicating that blooms occurred earlier in the season when spring SSTs were warmer than usual. Overall results provide tools to modelers and managers who are facing crucial challenges to predict the distribution and phenology of O. cf. ovata blooms in European coastal waters, moreover in a context of global warming.
... However, the shape of the coast at these sampling stations (a cove at Prima Cala versus a linear seashore at Gavetone) may be one influencing factor because previous studies have reported greater blooms in protected sites than in exposed sites suggesting that hydrodynamic condition plays a key role in the blooming of O. cf. Ovata (Barone, 2007;Totti et al., 2010). In addition, due to lack of appropriate instrumentation, several factors have not been investigated. ...
Article
The toxic benthic dinoflagellate Ostreopsis ovata causes harmful algal blooms. During five years, citizens have monitored blooms of O. cf. ovata along the coast of Molfetta city facing the Adriatic Sea. Coscinodiscus spp., Licmophora spp., Gyrosigma spp. and Achnantes spp. diatoms were also quantified. O. cf. ovata was detected from spring up to winter, however, blooms always occurred in summer. Correlation with nine weather parameters was relatively strong with seawater temperature, dew point and air temperature. Dew point has never been reported before as key parameter. Blooms of O. cf. ovata were preceded by lag period during which conditions permitted proliferation but no proliferation observed. Furthermore, dew point, seawater and air temperature only moderately correlated with proliferation of Coscinodiscus spp. However, correlation between blooms of O. cf. ovata and Coscinodiscus spp. was relatively strong. Correlation between proliferation of O. cf. ovata and Gyrosigma spp. was very weak, while moderate and negative with Licmophora spp. or Achnantes spp.
... L'influence d'autres paramètres physico-chimiques tels que la salinité (Parsons and Preskitt, 2007;Accoroni et al., 2015a;Blanfuné et al., 2015) et les nutriments (Shears and Ross, 2009;Cohu et al., 2011) (Honsell et al., 2013), le mucilage produit pourrait aussi avoir d'autres rôles liés à sa viscosité. Il pourrait, en particulier, avoir un intérêt allélopathique en créant une zone extracellulaire capable de concentrer les molécules bioactives (Barone, 2007;Giussani et al., 2015). Lorsque le mucus est produit en grande quantité, il piège également l'oxygène produit par les cellules lors de la photosynthèse, permettant l'accumulation de microbulles de gaz et (Jauzein et al., 2018), l'utilisation de plus en plus fréquente de substrats de type artificiels (Tester et al., 2014;Jauzein et al., 2016) ainsi que le développement de techniques moléculaires basées sur l'ADN environnemental (Penna et al., 2007;Battocchi et al., 2010;Casabianca et al., 2013;Vassalli et al., 2018) ont permis l'amélioration de l'effort de monitoring des microalgues benthiques nuisibles. ...
... The fact that in certain areas those episodes are observed in particular time periods of the year only suggests that specific environmental conditions are required for such blooms to occur. Studies showed the importance of hydrodynamics on Ostreopsis development (Barone, 2007;Shears and Ross, 2009;Totti et al., 2010). Low wave actions to moderately shaken waters seem to favor cells settlement (Vila et al., 2001), as strong winds and currents would favor cells dispersion and impact cell growth. ...
... It is admitted that blooms of Ostreopsis cf. ovata are generally favored by low levels of turbulence as highest abundances are recorded in sheltered sites, even though blooms also occur in exposed sites (Barone, 2007;Totti et al., 2010;Accoroni and Totti, 2016). ...
Thesis
Les efflorescences algales nuisibles (HABs) associées aux dinoflagellés benthiques toxiques du genre Ostreopsis sont des phénomènes observés de plus en plus fréquemment à travers le monde et sont responsables de problèmes sanitaires, économiques et écologiques. L’augmentation du nombre d’observations de ce dinoflagellé depuis les dernières décennies laisse penser que les changements climatiques, et plus particulièrement le réchauffement des océans, seraient en partie responsable de son expansion, notamment dans les zones tempérées. Cependant, ce lien entre réchauffement des eaux et développement d’efflorescences d’Ostreopsis est difficile à prouver et certaines données concernant les aires de répartition ou la réponse des cellules aux variations thermiques sont encore manquantes. Ces travaux de thèse ont fourni des nouveaux éléments pour répondre à cette problématique en abordant trois thématiques principales : 1) la phénologie des efflorescences, 2) la distribution d’espèce le long d’un gradient latitudinal et 3) les adaptations physiologiques à un gradient de température. Ces questions ont été abordées en gardant l’effet de la température sur l’écologie des espèces étudiées comme fil conducteur principal et lien entre les trois questions posées. Les travaux ont été menés avec une approche multidisciplinaire incluant des analyses statistiques de jeux de données, des approches génétiques basées sur l’ADN environnemental, ainsi que des approches d’écophysiologie et d’écotoxicologie. Les données utilisées ont été acquises à la fois à partir de prélèvements de terrain et d’expériences en milieu contrôlé au laboratoire. Pour répondre au premier objectif, nous avons analysé la série temporelle issue du suivi d’efflorescences d’O. cf. ovata à Monaco, mis en place depuis 2007 et toujours poursuivi à ce jour, afin de mettre en relation la phénologie des efflorescences avec les paramètres environnementaux. Bien que, d’après nos analyses, aucun facteur physico-chimique mesuré ne soit en mesure d’expliquer la phénologie des efflorescences, une forte corrélation positive entre l’accumulation d’anomalies positives des températures de surface au printemps et la date de début des efflorescences a été mise en évidence, suggérant que plus les températures printanières seraient élevées, plus les efflorescences d’O. cf. ovata à Monaco seraient précoces. La deuxième question de la thèse a été abordée en analysant de nouveaux échantillons collectés dans le cadre d’une campagne d’échantillonnage conduite le long des côtes du Golfe de Gascogne en août-septembre 2018. Cette campagne avait pour objectif d’établir l’aire de répartition actuelle d’Ostreopsis spp. dans cette zone à fort gradient thermique sud-nord, afin de poser les bases pour l’analyse d’une possible future expansion en cas de réchauffement des eaux. Les résultats traités ont combiné une approche classique d’échantillonnage benthique, l’utilisation de substrats artificiels pour la collection d’ADN environnemental analysés via des outils moléculaires (rt-qPCR) ainsi qu’une approche de modélisation Lagrangienne visant à établir la connectivité physique entre différents sites de prélèvement. Nous avons pu montrer que seule l’espèce O. cf. siamensis était présente dans le Golfe, et que celle-ci pouvait être retrouvée jusqu’à l’entrée de La Manche, bien que les populations formant des efflorescences n’aient été observées que dans la partie sud-est du Golfe. Cette étude nous a permis d’identifier des zones sentinelles le long du Golfe de Gascogne où il serait intéressant de mettre en place de nouveaux suivis à long terme afin d’observer la potentielle expansion vers le nord d’O. cf. siamensis. La réponse d’Ostreopsis spp. face à des changements de température a été étudiée en termes de capacité de croissance, d’adaptations physiologiques et de toxicité, au cours d’une expérience d’acclimatation thermique. Différentes souches monoclonales ont été comparées [...]
... However, there is very limited information on the relationships between nutrient concentrations and the occurrence of Ostreopsis blooms. Several studies considered hydrodynamic condition as a main factor affecting Ostreopsis bloom trends, highlighting that higher abundances are observed in sheltered sites compared to exposed ones (Barone, 2007;Totti et al., 2010). However, effects of hydrodynamics and turbulence may lead to opposite effects in each bloom phase. ...
Conference Paper
Ostreopsis cf. ovata, a benthic toxic marine dinoflagellate, has been recorded along Italian coasts since the '90, but large bloom events have been reported only in recent years. In 2005, a monitoring programme started along the Ligurian coast (North-western Mediterranean), where time series of cell abundances have been collected for several sites, together with a range of related environmental variables. Data of cell abundances in 15 sites, together with environmental data provided by meteo-marine forecasting models used by the Regional Environmental Agency (ARPAL), have been used to implement a predictive modelling tool, able to forecast Ostreopsis cells concentration threshold exceedance as a function of meteo-marine forecasts. Starting from the experience of the predictive model implemented in 2015, the Quantile Regression Forest (QRF) has been applied: the model has been trained on past data (from 2015 until 2017) and tested with data taken during the two last available years (2018 and 2019). The use of this extremely adaptable regression model to evaluate threshold exceedance has shown a good capacity to predict overcoming events at a given spatial location. This tool can help the Regional Agency in the decision making process, providing an alert when/where a given alarm threshold is exceeded in order to trigger the emergency procedures. This is a first step in defining a predictive sampling strategy able to better capture bloom events.
... However, there is very limited information on the relationships between nutrient concentrations and the occurrence of Ostreopsis blooms. Several studies considered hydrodynamic condition as a main factor affecting Ostreopsis bloom trends, highlighting that higher abundances are observed in sheltered sites compared to exposed ones (Barone, 2007;Totti et al., 2010). However, effects of hydrodynamics and turbulence may lead to opposite effects in each bloom phase. ...
Article
Ostreopsis cf. ovata, a benthic toxic marine dinoflagellate, has been recorded along Italian coasts since the '90, but large bloom events have been reported only in recent years. In 2005, a monitoring programme started along the Ligurian coast (North-western Mediterranean), where time series of cell abundances have been collected for several sites, together with a range of related environmental variables. Data of cell abundances in 15 sites, together with environmental data provided by meteo-marine forecasting models used by the Regional Environmental Agency (ARPAL), have been used to implement a predictive modelling tool, able to forecast Ostreopsis cells concentration threshold exceedance as a function of meteo-marine forecasts. Starting from the experience of the predictive model implemented in 2015, the Quantile Regression Forest (QRF) has been applied: the model has been trained on past data (from 2015 until 2017) and tested with data taken during the two last available years (2018 and 2019). The use of this extremely adaptable regression model to evaluate threshold exceedance has shown a good capacity to predict overcoming events at a given spatial location. This tool can help the Regional Agency in the decision making process, providing an alert when/where a given alarm threshold is exceeded in order to trigger the emergency procedures. This is a first step in defining a predictive sampling strategy able to better capture bloom events. Keywords: classification, regression, machine learning, environmental data, Ostreopsis
... The role of this mucilaginous matrix in mixotrophic behavior was also suggested (Barone, 2007). Mixotrophy is a common way of nutrition in harmful algal species (Burkholder et al., 2008) and several studies have investigated this nutritional capacity in Ostreopsis, although not completely demonstrated yet. ...
Article
Full-text available
The genus Ostreopsis includes some species that produce high biomass blooms and/or synthesize toxic compounds that can be transferred through the marine food webs or aerosolized causing ecological, human health and socio-economic impacts. Ostreopsis species are increasing their biogeographic distribution from tropical to more temperate waters and causing recurrent blooms in certain coastal areas, thus constituting an emerging concern worldwide. The proliferation capacity of Ostreopsis is due to a complex and poorly understood combination of multiple factors, and may be a paradigm of chemical ecology reviewed here. A first section summarizes the basic knowledge on the different Ostreopsis species, the toxins they produce and the described foodborne and airborne effects of Ostreopsis toxins on humans. Secondly, direct and indirect interactions between Ostreopsis species and their environment are reviewed. Mucopolysaccharide substances produced by the cells to attach to different substrates appear to be a key element on the chemical ecology and requires further study. However, this research is challenged by technical limitations to conduct ecologically realistic and harmonized studies where organisms can be in direct contact with Ostreopsis cells, their mucus and/or the released extracellular toxic compounds. Understanding the transfer mechanisms of these substances within the food web, potentially affecting humans is critical and requires further study with new analytical tools. Still, the progress in knowledge achieved in the last years, combined with experimental and field studies using cutting edge methods will facilitate to address the open questions on the chemical ecology of Ostreopsis and understand its bloom dynamics now, and under future climate and anthropogenic change scenarios.
... In addition, there was a positive correlation between wind speed and benthic abundances of O. fattorussoi at TRI; as water agitation at each site could be influenced by local winds, these results suggest that the species might prefer some agitation, as also observed for Ostreopsis spp. in other studies (Selina et al., 2014;Vila et al., 2001). The effects of water agitation on blooms of Ostreopsis spp. in the Mediterranean Sea might be variable, as it has been suggested that has a negative effect as higher abundances are found in sheltered or calm areas (Accoroni et al., 2012;Barone, 2007;Mangialajo et al., 2008;Totti et al., 2010), as wind and waves could disperse the bloom (Cohu et al., 2011, Accoroni andTotti, 2016). A single environmental parameter did not solely influence the development of O. fattorussoi, but it is a combination of several factors; the PCA did not highlight the influence of a specific environmental factor on its abundance. ...
Article
This study involves monitoring both benthic and planktonic abundances of the toxic dinoflagellate Ostreopsis fattorussoi in 5 stations along the Lebanese coast (Eastern Mediterranean); it extended from June 2014 to July 2016 and aims to study the dynamics of its development. Results revealed its presence year round along the coast, presenting seasonal blooms, both epiphytic and planktonic. A major bloom (maximum of 880 694 cells/g FW and 18 000 cells/L) occurred early in the summer (June–July), followed by a minor one in the fall (October–November) (≤ 50 000 cell/g FW). Its development seemed influenced by a combination of multiple environmental parameters. Water temperature seemed to play a major role in its development, as it appeared to be a thermophilic species, with maximum abundances per site reached between 27 °C and 30.5 °C. Its development could be facilitated by some agitation resulting from winds. Results concerning the role of nutrients and other environmental parameters remain inconclusive.
... cf. ovata se développe préférentiellement dans des sites abrités et peu profonds Barone, 2007;Shears and Ross, 2009;. Ces études ont également montré l'importance de (Parsons and Dortch, 2002), elle l'est beaucoup moins pour les dinoflagellés benthiques. ...
... The role of this mucilaginous matrix in mixotrophic behavior was also reported (Barone, 2007). ...
... Indeed, this dinoflagellate produces an abundant mucilaginous matrix, which helps the cells to adhere to substrates. This mucus, which plays diverse roles such as to improve competition with other micro-organisms (for space and nutrients) or as a physical barrier against predators, is actually increasingly reported for dinoflagellates (Barone, 2007;Giussani et al., 2015). During the present study, we often observed an intense production of mucus when O. cf. ...
Thesis
Les microalgues toxiques sont connues pour produire un grand nombre de métabolites, dont les effets sur l’environnement demeurent relativement méconnus à ce jour. Dans ce contexte, le travail présenté ici s’est focalisé sur l’écologie chimique du dinoflagellé benthique toxique Ostreopsis cf. ovata en Méditerranée nord occidentale. Dans un premier temps, un suivi de l’abondance cellulaire d’O. cf. ovata sur les substrats biotiques (macroalgues) ainsi que dans la colonne d’eau, a été réalisé à différentes échelles de temps et d’espace, permettant de confirmer la nature tychoplanctonique de ce dinoflagellé. En raison de ces migrations journalières, il va donc impacter aussi bien les écosystèmes benthiques que planctoniques. Afin d’étudier les interactions qu’O. cf. ovata entretient avec son environnement au cours de ces différentes phases, nous avons évalué l’effet d’O. cf. ovata sur la survie, la croissance et le métabolisme secondaire de différents modèles biologiques incluant un compétiteur (diatomée) et plusieurs espèces de prédateurs directs (copépodes benthiques et planctoniques) et indirects (oursins) au cours d’analyses in situ et en laboratoire. Les suivis réalisés in situ et les expériences en laboratoire n’ont pas permis de mettre en évidence un effet néfaste d’O. cf ovata sur la physiologie et le comportement des oursins, suggérant que c’est l’hypoxie engendrée par les efflorescences d’O. cf. ovata qui est le facteur à l’origine des mortalités de masse d’invertébrés décrites en milieu naturel. En revanche, nos résultats montrent qu’O. cf. ovata impacte négativement la croissance des diatomées compétitrices, tandis que ces dernières inhibent en retour sa croissance et son efficacité photosynthétique. Concernant les interactions avec les copépodes, nos résultats montrent une réponse espèce-dépendante, avec en particulier un effet reprotoxique sur les copépodes benthiques. Afin d’analyser plus rapidement, facilement et de façon reproductible la toxicité des différentes souches d’O. cf. ovata ainsi que l’évolution de cette toxicité au cours d’une efflorescence, nous avons ensuite adapté à ce dinoflagellé un test de toxicité utilisant le crustacé Artemia fransciscana. Enfin, ces expérimentations ont été couplées à une approche métabolomique qui a permis d’étudier la nature des métabolites secondaires produits par O. cf ovata. Parmi ces métabolites, les toxines semblent participer aux interactions biotiques mises en évidences au cours des expériences décrites précédemment. En outre, nos résultats suggèrent que d’autres métabolites, dont la nature n’est pas encore connue, contribuent également à l’écologie chimique de cette espèce. En conclusion, notre travail montre qu’O. cf. ovata, par la récurrence de ses efflorescences, sa nature tychoplanctonique, l’abondance et la diversité des métabolites secondaires qu’il produit, s’avère être un excellent modèle pour étudier l’écologie chimique des microalgues marines toxiques.
... L'hydrodynamisme des écosystèmes côtiers a souvent été considéré comme l'un des facteurs majeurs agissant sur les efflorescences d'Ostreopsis, mettant en évidence une préférence de ces espèces pour les sites abrités par rapport aux sites exposés (Barone, 2007 ;Shears et Ross, 2009 ;Totti et al., 2010, Mabrouk et al., 2011. De plus, l'abondance des Dinoflagellés benthiques est fortement affectée par l'action des vagues, puisqu'ils ne sont que faiblement attachés au substrat et peuvent être facilement détachés et remis en suspension dans la colonne d'eau. ...
... De plus, l'abondance des Dinoflagellés benthiques est fortement affectée par l'action des vagues, puisqu'ils ne sont que faiblement attachés au substrat et peuvent être facilement détachés et remis en suspension dans la colonne d'eau. En effet, plusieurs études attestent que les proliférations d'Ostreopsis sont plus importantes dans les zones abritées que dans les zones exposées (Carlson et Tindall, 1985 ;Taylor et al., 1985 ;Tindall et Morton, 1998 ;Chang et al., 2000 ;Barone, 2007 ;Shears et Ross, 2009 ;Totti et al., 2010 ;Richlen et Lobel, 2011 ;Mabrouk et al., 2012 ;. De plus, un fort hydrodynamisme peut induire une diminution de la température de l'eau qui ne semble pas être favorable à leur développement . ...
Thesis
Le golfe de Tunis, subissant une forte pression anthropique, constitue un terrain propice aux efflorescences des dinoflagellés benthiques nuisibles (BHABs). Un suivi saisonnier de la distribution spatio-temporelle des microalgues épiphytes et planctoniques couplée à des facteurs environnementaux a été étudiée durant une année à partir d'octobre 2013 à octobre 2014 au niveau de 6 stations du golfe de Tunis. Les assemblages de microalgues nuisibles ont été dominés par trois dinoflagellés épiphytes toxiques : Ostreopsis sp., Prorocentrum lima et Coolia monotis qui ayant été observés à la fois sur des macrophytes et dans la colonne d’eau. La prolifération d'Ostreopsis sp. en lieu principalement en été alors que les efflorescences de P. lima et C. monotis ont été signalées au printemps. Une analyse morphométrique des cellules d'Ostreopsis cf. ovata a permis de mettre en évidence une grande variabilité de la taille des cellules en fonction des différentes stations de prélèvement du golfe de Tunis. Le rapport dorso-ventral sur le diamètre antéro-postérieur (DV/AP) varie également selon la station de prélèvement. Un suivi hebdomadaire de la distribution spatio-temporelle des cellules d'Ostreopsis cf. ovata épiphytes et planctoniques, couplée à des facteurs environnementaux a été étudiée durant les saisons estivales 2015 et 2016 au niveau de 5 stations de prélèvement du golfe de Tunis. Les efflorescences ont été principalement détectées entre les mois de juillet et d'août. Les concentrations d'Ostreopsis cf. ovata estimées ont été les plus élevées (9,91 × 105 cell. g-1 MF sur macroalgue et 5,11 × 105 cell. dm-3 dans la colonne d'eau) par rapport aux données déjà recensées sur les côtes Tunisiennes. Les pics d'Ostreopsis cf. ovata ont été observés lorsque la salinité et la température de l'eau ont atteint des valeurs élevées, et des concentrations faibles en nitrites, nitrates, azote total et silicates. Une variation spatiale est observée le long du littoral du golfe de Tunis, suggérant que certaines stations seraient plus propices au développement d'Ostreopsis cf. ovata que d'autres. Les méthodes de comptage alternatives MOL et OPR d'Ostreopsis cf. ovata, mises en place lors du projet M3-HABs et testées dans la présente étude, sont en bon accord avec les résultats du comptage manuel. Un modèle prédictif du type Quantile Random Forests a été utilisé et a pu décrire l'abondance d'Ostreopsis cf. ovata dans la colonne d'eau et sur les macrophytes en réponse à 10 variables météorologiques employées dans ce modèle.
... Cells of Ostreopsis normally proliferate within mucous sheets forming a thin pellicle, which seem to play an important role in cell aggregation and attachment to substrates (Barone, 2007), but increased hydrodynamism is suggested to favor the release of the benthic cell aggregates into the water column . Several authors have reported a strong positive correlation between the abundance of Ostreopsis spp. in the benthic and planktonic compartments (Aligizaki and Nikolaidis, 2006;Mangialajo et al., 2011;Giussani et al., 2017;Hachani et al., 2018;Jauzein et al., 2018). ...