Metabarcoding reveals strong spatial structure and temporal turnover of zooplankton communities among marine and freshwater ports
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Aim The urgent need for large‐scale spatio‐temporal assessments of biodiversity in the face of rapid environmental change prompts technological advancements in species identification and biomonitoring such as metabarcoding. The high‐throughput DNA sequencing of bulk samples offers many advantages over traditional morphological identification for describing community composition. Our objective was to evaluate the applicability of metabarcoding to identify species in taxonomically complex samples, evaluate biodiversity trends across broad geographical and temporal scales and facilitate cross‐study comparisons. Location Marine and freshwater ports along Canadian coastlines (Pacific, Arctic and Atlantic) and the Great Lakes. Methods We used metabarcoding of bulk zooplankton samples to identify species and profile biodiversity across habitats and seasons in busy commercial ports. A taxonomic assignment approach circumventing sequence clustering was implemented to provide increased resolution and accuracy compared to pre‐clustering. Results Taxonomic classification of over seven million sequences identified organisms spanning around 400 metazoan families and complements previous surveys based on morphological identification. Metabarcoding revealed over 30 orders that were previously not reported, while certain taxonomic groups were underrepresented because of depauperate reference databases. Despite the limitations of assigning metabarcoding data to the species level, zooplankton communities were distinct among coastlines and significantly divergent among marine, freshwater and estuarine habitats even at the family level. Furthermore, biodiversity varied substantially across two seasons reaching a beta diversity of 0.9 in a sub‐Arctic port exposed to high vessel traffic. Main Conclusions Metabarcoding offers a powerful and sensitive approach to conduct large‐scale biodiversity surveys and allows comparability across studies when rooted in taxonomy. We highlight ways of overcoming current limitations of metabarcoding for identifying species and assessing biodiversity, which has important implications for detecting organisms at low abundance such as endangered species and early invaders. Our study conveys pertinent and timely considerations for future large‐scale monitoring surveys in relationship to environmental change.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».