Colonization Dynamic of Plastic-Associated Communities in Tropical Coastal Waters of Singapore

Abstract

Les débris plastiques marins sont rapidement sujets à la colonisation par divers organismes, incluant des microorganismes tels que des espèces formatrices de blooms algaux nocifs (Harmful Algal Blooms, HAB). La présence de telles communautés sur les débris flottants pourrait augmenter les opportunités de propagation de passagers clandestins potentiellement nuisibles. Lors de cette étude in situ, un déploiement de surfaces plastiques a été conduit au niveau du détroit de Johor durant environ un mois. Au cours de cette expérience, la composition taxonomique de la communauté épiplastique a été caractérisée au moyen du séquençage par metabarcoding ciblant le marqueur ARNr 28S. Les objectifs de cette étude étaient d’analyser la dynamique de colonisation des communautés associées à deux types de surfaces plastiques, d’évaluer l’influence des facteurs abiotiques ainsi que de détecter la présence d’algues nocives. Les résultats ont révélé la présence sur les surfaces plastiques de neuf phyla, comprenant au total 19 genres. Les trois groupes majeurs identifiés étaient Bacillariophyta, Arthropoda et Myzozoa, avec le genre Thalassiosira systématiquement présent sur les deux plastiques à savoir le polyethylene (PE) et le polypropylene (PP). La composition taxonomique de la plastisphère variait au cours du temps sous l’influence de facteurs biotiques et abiotiques. Bien qu’aucune différence significative entre la diversité des communautés associées aux deux polymères testés n’ait été mise en évidence, un nombre plus faible de taxons a été identifié à la surface du PE comparé au PP . Finalement, trois genres ayant déjà été impliqués dans des événements de HAB, y compris à Singapour, ont été identifiés Il s’agissait de Heterocapsa, Takayama et Levanderina. Ces résultats démontrent des changements temporels importants dans la composition taxonomique des communautés et soulignent l’importance de l’étude de la plastisphère en milieu marin, plus particulièrement dans les zones côtières vulnérables aux HABs et à la pollution plastique.

Marine plastic debris is rapidly colonized by a wide range of organisms, including microorganisms such as species responsible for Harmful Algal Blooms (HAB). The presence of such communities on floating debris may increase opportunities for the dispersal of these potentially dangerous hitchhikers. During this in situ study, plastic surfaces were deployed in the Johor Strait for approximately one month. During the experiment, the taxonomic composition of the epiplastic community was characterized using metabarcoding sequencing targeting the 28S rRNA marker. The main objectives of this study were to analyze the colonization dynamics of communities associated with two types of plastic surfaces, to assess the influence of abiotic factors, and to detect the presence of organisms responsible for HABs. The results revealed the presence on plastic surfaces of nine phyla encompassing a total of 19 genera. The three major groups identified were Bacillariophyta, Arthropoda, and Myzozoa, with the genus Thalassiosira consistently found on both plastics polyethylene (PE) and polypropylene (PP). The taxonomic composition of the plastisphere varied over time under the influence of both biotic and abiotic factors. Although no significant differences were detected in community diversity between the two polymers tested, a lower number of taxa was identified on PE compared to PP . Finally, three genera previously associated with HAB events, including in Singapore, were detected namely Heterocapsa, Takayama, and Levanderina. These findings demonstrate substantial changes in community composition over time and highlight the importance of studying the plastisphere in marine environments, particularly in coastal areas vulnerable to HAB events and plastic pollution.