Integrating classical and DNA-based approaches to advance the field of paleolimnology: case studies from a warm monomictic lake
Bibliographic record
Abstract
La paléolimnologie permet d’étudier les écosystèmes aquatiques sur de longues périodes temporelles et d’obtenir de l’information additionnelle aux données limnologiques historiques existantes. Utiliser plusieurs indicateurs simultanément pour reconstruire la trajectoire écologique des lacs permet d’approfondir notre compréhension de la dynamique des lacs sur de longues périodes de temps. Les changements écologiques passés des lacs sont généralement basés sur des microfossiles morphologiques archivés dans les sédiments (e.g., diatomées et cladocères) et sur des indicateurs géochimiques (e.g., pigments algaux, carbone et azote). Toutefois, plusieurs autres organismes, pouvant avoir des rôles essentiels dans les réseaux trophiques aquatiques (e.g., bactéries, protistes, copépodes) ne sont généralement pas étudiés en paléolimnologie. Les avancements technologiques en méthodes moléculaires ont permis l’application des approches basées sur l’ADN dans les sédiments, ce qui a grandement augmenter le nombre de taxa pouvant être étudiés en paléolimnologie. Ma recherche avait pour buts (1) d’évaluer les avantages et les inconvénients d’utiliser l’ADN archivé dans les sédiments dans les études paléolimnologiques, et (2) d’utiliser les approches classiques et basées sur l’ADN pour reconstruire les dynamiques écologiques passées d’un lac péri-urbain, Cultus Lake, Colombie-Britannique. Dans mon second chapitre, une série temporelle contemporaine de 36 mois a été utilisée afin d’évaluer l’ADN des taxa pouvant être déposé dans les sédiments. Les objectifs spécifiques étaient d’évaluer à quel degré les communautés de micro-eucaryotes identifiées avec le gène 18S ARNr dans les sédiments reflètent les communautés biologiques présentes dans la colonne d’eau, et d’évaluer la congruence entre l’identification morphologique et par l’ADN des diatomées et des crustacés. Les résultats de ce chapitre ont permis d’identifier d’autres groupes taxonomiques potentiels pouvant être étudiés en paléolimnologie. Les résultats montrent également que les l’ADN sédimentaire est robuste pour reconstruire les dynamiques écologiques. À l’aide de l’identification morphologique des diatomées du chapitre 2 et de données limnologiques contemporaines, les conditions écologiques récentes de Cultus Lake ont été évaluées afin d’estimer la déviation de son état de référence. Dans le chapitre 3, plusieurs indicateurs paléolimnologiques ont été utilisés, ainsi que des archives historiques, pour reconstruire les changements écologiques de Cultus Lake. Ce lac a subi une eutrophisation modeste depuis le milieu des années 1900, qui a été occasionné par une augmentation de l’utilisation anthropique du bassin versant, par un réchauffement du climat régional dans les années 1970, et par une diminution du retour des saumons rouges adultes. Ce chapitre indique l’importance d’avoir une perspective sur de longues périodes pour comprendre la complexité des changements des écosystèmes lacustres et les causes reliées aux changements. Dans mon dernier chapitre, les objectifs étaient d’évaluer les changements des communautés micro-eucaryotes identifiées avec le gène 18S ARNr et de comparer les changements observés avec l’ADN à ceux des indicateurs paléolimnologiques du chapitre 3. À l’aide des fractions d’ADN extracellulaire et intracellulaire archivées dans les sédiments, les communautés de micro-eucaryotes ont montré des dynamiques similaires aux indicateurs classiques. Toutefois, l’ADN intracellulaire semble être plus adéquate pour reconstruire les communautés sur de longues périodes puisque l’ADN extracellulaire semble avoir des problèmes de préservation après 30 ans d’enfouissement. Globalement, ma thèse de doctorat montre que l’ADN archivé dans les sédiments peut efficacement reconstruire les conditions biologiques passées et peut accroître notre connaissance des dynamiques écologiques des lacs sur les longues périodes en les appliquant simultanément à des indicateurs paléolimnologiques
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How this classification was reachedexpand
Full frame machine prediction
Teacher imitationNot calibrated prevalence, not ground truth. Human validation pending. The Gemma side is a direct model label for every work in the frame, read from the title-only record. The Codex side is a classifier learned from the 10,348 direct Codex labels and calibrated to design-weighted sample rates; fields without enough sample support carry no Codex call. Candidate is the union of the two sides; consensus is their intersection. These outputs are machine_predicted_unvalidated and are not human labels.
Distilled classifier scores by category (both heads)
| Category | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Metaresearch | 0.003 | 0.003 |
| Meta-epidemiology (narrow) | 0.000 | 0.000 |
| Meta-epidemiology (broad) | 0.001 | 0.000 |
| Bibliometrics | 0.002 | 0.003 |
| Science and technology studies | 0.002 | 0.002 |
| Scholarly communication | 0.002 | 0.001 |
| Open science | 0.001 | 0.002 |
| Research integrity | 0.001 | 0.001 |
| Insufficient payload (model declined to judge) | 0.001 | 0.000 |
Machine scores (provisional)
The two teacher heads of the student model, read on this work. A score orders the frame for review; it never asserts a category, and the validation status ships verbatim with every row.
Baseline scores from an immature model (maturity gate not passed, 7 training rounds). Scores rank; they never assert a category.
score_only:v0-immature-baseline · verbatim from the scoring run: score_only means the number may rank works, and no category label ships from itClassification
machine, unvalidatedMachine predicted; a candidate call from one source (direct Gemma or distilled Codex), not a consensus.
How this classification was reached, model by model and score by score, is at the end of the page under "How this classification was reached".