Zooplankters in an oligotrophic ocean: contrasts in the niches of Globigerinoides ruber and Trilobatus sacculifer (Foraminifera: Globigerinida) in the South Pacific

ABSTRACT

Distributions of the planktonic foraminifers Globigerinoides ruber (d’Orbigny) and Trilobus sacculifer (Brady) from the tropical-subtropical South Pacific Ocean are related to sea surface temperature (SST), chlorophyll-a, nitrate, phosphate, salinity and oxygen to determine whether their niches overlap. Their distributions in the ForCenS database of species in seafloor sediment are studied as proxies for upper ocean data. In the occurrence analysis (MaxEnt) SST is the strongest predictor of niche suitability followed by chlorophyll-a; environments between 0–20° S are the most suitable for both species: niches are undifferentiated. Contrarily, abundance analysis (Random Forests) identifies nitrate and chlorophyll-a as primary variables for Globigerinoides ruber, and SST and chlorophyll-a for Trilobatus sacculifer. Maximum abundances of the former are predicted in the subtropical hyper-oligotrophic zone while maxima of the latter are predicted at its margins and near the West Pacific Warm Pool. The high relative abundance of Globigerinoides ruber in the hyper-oligotrophic zone is attributed to its photosymbiotic relation with on-board dinoflagellates; this compensates for the low primary productivity in the zone. It is the best-adapted planktonic foraminifer in this huge marine ‘desert’ and is a proxy for hyper-oligotrophic environments. The photosymbiotic relation is weaker in Trilobatus sacculifer which primarily depends on particulate nutrition.

RÉSUMÉ

Les répartitions des foraminifères planctoniques Globigerinoides ruber (d’Orbigny) et Trilobus sacculifer (Brady) de l’océan Pacifique Sud tropical-subtropical ont été liées à la température océanique de surface, à la chlorophylle-a, au nitrate, au phosphate, à la salinité et à l’oxygène pour déterminer si leurs niches se chevauchent. Leurs répartitions obtenues de la base de données ForCenS des espèces des sédiments océaniques ont été étudiées comme indices de données océaniques. L’analyse d’occurrence (MaxEnt) révèle que la température océanique de surface est le meilleur prédicteur de la qualité de niche, suivie de la chlorophylle-a; les environnements entre 0–20° S conviennent le mieux aux deux espèces, dont les niches sont indifférenciées. Au contraire, l’analyse d’abondance (Random Forests) a permis d’identifier le nitrate et la chlorophylle-a comme variables principales pour G. ruber, ainsi que la température océanique de surface et la chlorophylle-a pour T. sacculifer. L’abondance maximale de G. ruber est prédite dans la zone hyper-oligotrophe subtropicale, tandis que pour T. sacculifer, l’abondance maximale est prédite à la marge de la zone hyper-oligotrophe subtropicale et près de la zone tropicale Ouest Pacifique. L’abondance relative élevée de G. ruber dans la zone hyper-oligotrophe est attribuable à sa relation photosymbiotique avec des dinoflagellés, compensant la faible productivité primaire dans cette zone. Il s’agit du foraminifère planctonique le mieux adapté à cet immense ‘désert’ marin et c’est un indicateur d’environnements hyper-oligotrophes. La relation photosymbiotique est plus faible pour T. sacculifer, qui dépend surtout des éléments nutritifs particulaires.

KEYWORDS:

• Planktonic foraminifera
• ecology
• trophic resources
• species abundance models
• dinoflagellates
• photosymbiosis

MOTS CLÉS:

• Foraminifères planctoniques
• écologie
• ressources trophiques
• modèles d’abondance d’espèces
• dinoflagellés
• photosymbiose

Acknowledgments

I am most grateful for comments on an earlier draft from Martin Crundwell and Joe Prebble (GNS Science) and from Haruka Takagi (University of Tokyo).

Disclosure statement

George Scott is an emeritus scientist (Paleontology) at GNS Science.

Additional information

Funding

No financial support was received for this research. Laboratory facilities were provided by GNS Science.