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Quantitative imaging datasets of surface micro- to mesoplankton communities and microplastic across the Pacific and North Atlantic oceans from the Tara Pacific expedition

Mériguet Zoé, Bourdin Guillaume, Kristan Nathaniel, Jalabert Laetitia, Bun Olivier, Picheral Marc, Caray-Counil Louis, Maury Juliette, Pedrotti Maria-Luiza, Elineau Amanda, Paz-Garcia David, Karp-Boss Lee, Gorsky Gaby, Lombard Fabien. 2025-06-19. Earth System Science Data.
ARTICLE, (2025-06-19 ) - PUBLISHEDVERSION - English (en-GB)
Earth System Science Data
OPENACCESS - http://creativecommons.org/licenses/by/, info:eu-repo/semantics/OpenAccess.
Audience : RESEARCHERS, STUDENTS
Copernicus Publications, CCSD
Sujet
[SDE]Environmental Sciences
Domaines
Sciences de l'environnement, Sciences exactes
Description

[EN] This paper presents the quantitative imaging datasets collected during the Tara Pacific expedition (2016–2018) carried out on the schooner Tara. The datasets cover a wide range of plankton sizes, from microphytoplankton (> 20 µm in size) to mesozooplankton (a few centimetres in size), and non-living particles such as plastic and detrital particles. It consists of surface samples collected across the North Atlantic and the North and South Pacific Ocean from open-ocean stations (a total of 357 samples) and from stations located in coastal waters, lagoons or reefs of 32 Pacific islands (a total of 228 samples). As this expedition involved long distances and long sailing times, we designed two sampling systems to collect plankton while sailing at speeds of up to 9 knots. To sample microplankton, surface water was pumped aboard using a customised pumping system and filtered through a 20 µm mesh size plankton net (hereafter referred to as the deck net – DN). A high-speed net (HSN; 330 µm mesh size) was developed to sample the mesoplankton. In addition, a manta net (330 µm) was also used, when possible, to collect mesoplankton and plastics simultaneously. We could not deploy these nets at the reef and lagoon stations of islands. Instead, two bongo nets (20 µm) attached to an underwater scooter were used to sample microplankton. In addition to describing and presenting the datasets, the complementary aim of this paper is to investigate and quantify the potential sampling biases associated with these two high-speed sampling systems and the different net types, in order to improve further ecological interpretations. Regarding the imaging techniques, microplankton (20–200 µm) from the DN and bongo net were imaged directly aboard Tara using a FlowCam instrument (Fluid Imaging Technologies), whereas mesoplankton (>200 µm) from the HSN and manta net were analysed in the laboratory with a ZooScan system (back on land). Organisms and other particles were taxonomically and morphologically classified using the automatic sorting tools of the EcoTaxa web application; following this, validation or correction was carried out by taxonomic experts. For microplankton smaller than 45 µm, a subsample of 30 % of the annotations was 100 % visually validated by experts. More than 300 different taxonomic and morphological groups were identified. The datasets include the metadata and the raw data from which morphological traits such as size (equivalent spherical diameter) and biovolume were calculated for each particle as well as a number of quantitative descriptors of the surface plankton communities. These descriptors include abundance, biovolumes, the Shannon diversity index and normalised biovolume size spectrum, allowing the study of their structures (e.g. taxonomic, functional, size and trophic structures) according to a wide range of environmental parameters at the basin scale (https://doi.org/10.5281/zenodo.6445609, Lombard et al., 2023).


[FR] Cet article présente les ensembles de données d'imagerie quantitative collectés lors de l'expédition Tara Pacific (2016-2018) menée à bord de la goélette Tara. Les ensembles de données couvrent une large gamme de tailles de plancton, du microphytoplancton (taille > 20 µm) au mésozooplancton (taille de quelques centimètres), ainsi que des particules non vivantes telles que des particules de plastique et des détritus. Il s'agit d'échantillons de surface prélevés dans l'Atlantique Nord et les océans Pacifique Nord et Sud à partir de stations en pleine mer (357 échantillons au total) et de stations situées dans les eaux côtières, les lagunes ou les récifs de 32 îles du Pacifique (228 échantillons au total). Comme cette expédition impliquait de longues distances et de longues heures de navigation, nous avons conçu deux systèmes d'échantillonnage pour collecter le plancton tout en naviguant à une vitesse pouvant atteindre 9 nœuds. Pour échantillonner le microplancton, l'eau de surface a été pompée à bord à l'aide d'un système de pompage personnalisé et filtrée à travers un filet à plancton d'une taille de maille de 20 µm (ci-après dénommé « filet de pont » ou DN). Un filet à grande vitesse (HSN ; mailles de 330 µm) a été développé pour échantillonner le mésoplancton. De plus, un filet manta (330 µm) a également été utilisé, lorsque cela était possible, pour collecter simultanément le mésoplancton et les plastiques. Nous n'avons pas pu déployer ces filets au niveau des récifs et des lagons des îles. À la place, deux filets bongo (20 µm) fixés à un scooter sous-marin ont été utilisés pour prélever des échantillons de microplancton. Outre la description et la présentation des ensembles de données, cet article a pour objectif complémentaire d'étudier et de quantifier les biais d'échantillonnage potentiels associés à ces deux systèmes d'échantillonnage à grande vitesse et aux différents types de filets, afin d'améliorer les interprétations écologiques. En ce qui concerne les techniques d'imagerie, le microplancton (20-200 µm) provenant du DN et du filet bongo a été imagé directement à bord du Tara à l'aide d'un instrument FlowCam (Fluid Imaging Technologies), tandis que le mésoplancton (> 200 µm) provenant du HSN et du filet manta a été analysé en laboratoire à l'aide d'un système ZooScan (de retour à terre). Les organismes et autres particules ont été classés sur le plan taxonomique et morphologique à l'aide des outils de tri automatique de l'application web EcoTaxa ; ensuite, une validation ou une correction a été effectuée par des experts en taxonomie. Pour le microplancton de moins de 45 µm, un sous-échantillon de 30 % des annotations a été validé visuellement à 100 % par des experts. Plus de 300 groupes taxonomiques et morphologiques différents ont été identifiés. Les ensembles de données comprennent les métadonnées et les données brutes à partir desquelles des traits morphologiques tels que la taille (diamètre sphérique équivalent) et le biovolume ont été calculés pour chaque particule, ainsi qu'un certain nombre de descripteurs quantitatifs des communautés planctoniques de surface. Ces descripteurs comprennent l'abondance, les biovolumes, l'indice de diversité de Shannon et le spectre normalisé de la taille des biovolumes, ce qui permet d'étudier leurs structures (par exemple, les structures taxonomiques, fonctionnelles, dimensionnelles et trophiques) en fonction d'un large éventail de paramètres environnementaux à l'échelle du bassin (https://doi.org/10.5281/zenodo.6445609, Lombard et al., 2023) .

Mots-clés
Langue
English (en-GB)
Auteurs
Mériguet, Zoé, Bourdin, Guillaume, Kristan, Nathaniel, Jalabert, Laetitia, Bun, Olivier, Picheral, Marc, Caray-Counil, Louis, Maury, Juliette, Pedrotti, Maria-Luiza, Elineau, Amanda, Paz-Garcia, David, Karp-Boss, Lee, Gorsky, Gaby, Lombard, Fabien
Contributeurs
Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de la Mer de Villefranche (IMEV) ; Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire d'océanographie de Villefranche (LOV) ; Observatoire océanologique de Villefranche-sur-mer (OOVM) ; Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-10-INBS-0002,EMBRC-France,CENTRE NATIONAL DE RESSOURCES BIOLOGIQUES MARINES(2010), ANR-22-CE02-0025,COR-Resilience,COR-Resilience: Résilience des coraux tropicaux face aux changements globaux ou locaux pendant les derniers siècles: observations biogéochimiques et modélisation(2022), ANR-21-AAFI-0002,Smart-Biodiv,Technologies d'Intelligence Artificielle pour la recherche en biodiversité(2021), European Project: GA#101059915,biocean5D
Sources
Earth System Science Data, 2025, 17 (6), pp.2761-2792. ⟨10.5194/essd-17-2761-2025⟩, ISSN: 1866-3508
Relation
https://doi.org/10.17882/102537
https://doi.org/10.17882/102336
https://doi.org/10.17882/102697
https://doi.org/10.1038/s41597-022-01757-w
https://doi.org/10.5281/ZENODO.6474974
https://doi.org/10.5281/zenodo.3777760
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.5194/essd-17-2761-2025
info:eu-repo/grantAgreement//GA#101059915/EU/biocean5D/biocean5D
Couverture
South Pacific
Nom du journal
Earth System Science Data