Visualiser les données océanographiques pour illustrer les changements à long terme du phytoplancton

Résumé

Nous présentons ici un protocole de conversion d’images microscopiques de phytoplancton en graphiques vectoriels et en motifs répétitifs pour permettre la visualisation des changements dans les taxons et la biomasse du phytoplancton sur 60 ans. Ce protocole représente une approche qui peut être utilisée pour d’autres séries chronologiques et ensembles de données sur le plancton à l’échelle mondiale.

Résumé

Les séries chronologiques océanographiques offrent une perspective importante sur les processus environnementaux dans les écosystèmes. La série chronologique à long terme sur le plancton de la baie de Narragansett (NBPTS) dans la baie de Narragansett, dans le Rhode Island, aux États-Unis, représente l’une des plus longues séries chronologiques sur le plancton (de 1959 à aujourd’hui) de ce type dans le monde et offre une occasion unique de visualiser les changements à long terme au sein d’un écosystème aquatique. Le phytoplancton représente la base du réseau trophique dans la plupart des systèmes marins, y compris la baie Narragansett. Par conséquent, il est essentiel de communiquer leur importance aux 2,4 milliards de personnes qui vivent dans l’océan côtier. Nous avons développé un protocole dans le but de visualiser la diversité et l’ampleur du phytoplancton en utilisant Adobe Illustrator pour convertir des images microscopiques de phytoplancton recueillies dans le NBPTS en graphiques vectoriels qui pourraient être conformés en motifs visuels répétitifs au fil du temps. Les taxons numériquement abondants ou ceux qui présentaient des menaces économiques et sanitaires, tels que les taxons de prolifération d’algues nuisibles, Pseudo-nitzschia spp., ont été sélectionnés pour la conversion d’images. Des modèles de diverses images de phytoplancton ont ensuite été créés en fonction de leur abondance relative pour certaines décennies de données recueillies (années 1970, 1990 et 2010). Les modèles décennaux de la biomasse phytoplanctonique ont éclairé les contours de chaque décennie, tandis qu’un dégradé de couleur de fond allant du bleu au rouge a été utilisé pour révéler une augmentation de la température à long terme observée dans la baie de Narragansett. Enfin, de grands panneaux de 96 pouces sur 34 pouces ont été imprimés avec des motifs répétitifs de phytoplancton pour illustrer les changements potentiels dans l’abondance du phytoplancton au fil du temps. Ce projet permet de visualiser les changements littéraux de la biomasse du phytoplancton, qui sont généralement invisibles à l’œil nu, tout en exploitant des données de séries en temps réel (par exemple, la biomasse et l’abondance du phytoplancton) dans l’œuvre d’art elle-même. Il s’agit d’une approche qui peut être utilisée pour de nombreuses autres séries chronologiques sur le plancton à des fins de visualisation des données, de communication, d’éducation et de sensibilisation.

Introduction

Le phytoplancton est un producteur primaire qui représente la base du réseau trophique dans les écosystèmes aquatiques ^1,2. Bien que les programmes de surveillance du phytoplancton soient essentiels pour identifier les changements actuels et futurs dans les écosystèmes marins, leur soutien diminue au fil du temps ³. En raison de leur durée générationnelle relativement courte et de leur mobilité limitée, le phytoplancton est particulièrement réactif aux changements climatiques, ce qui en fait un outil important pour le suivi des séries chronologiques. Les séries chronologiques sur le phy....

Protocole

1. Conversion d’images de phytoplancton en graphiques vectoriels

1. Sélectionnez des images microscopiques du phytoplancton tirées de la série chronologique à long terme sur le plancton de la baie Narragansett (NBPTS) sous forme de fichiers .JPG, .PNG ou .PDF (figure 1A).
   NOTE : Les taxons comprennent Thalassiosira nordenskioeldii, Thalassionema nitzschioides, Tripos spp., Odontella aurita, le complexe d’espèces Skeletonema, Chaetoceros diadema, Eucampia zodiacus, Dinophysis spp. et Pseudo-nitzschia spp. Les images ont été prises avec un microscope optique.<....

Discussion

Les étapes critiques du protocole comprennent l’obtention d’images microscopiques du phytoplancton et leur conversion en graphiques vectoriels. Rendre les images de phytoplancton, qui ne sont pas perceptibles à l’œil nu, suffisamment grandes pour être vues sans loupe sur la fresque, aide à leur donner vie pour le spectateur. Pour réaliser cette murale non seulement en tant qu’œuvre d’art, mais aussi en tant que méthode de visualisation de données, il est important d’intégrer les données observées .......

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
Adobe Illustrator	Adobe	version 23.0.6	Free alternatives include: Inkscape, GIMP, Vectr, Vectornator
Eclipse E800	Nikon	ECLIPSE Ni/Ci Upright Microscope	Now succeeded by Eclipse Ni-U
Epson Large Format Printer	Epson	SCT5475SR
Heavy Matte Paper	Epson	S041596
RStudio	Rstudio, PBC	version 2022.07.1	Any statistical software tool will suffice