Plastics pollution in the ocean is an area of growing concern, with research efforts focusing on both the macroplastic (>5 mm) and microplastic (<5 mm) fractions. In the 1990s it was recognized that a minor source of microplastic pollution was derived from liquid hand-cleansers that would have been rarely used by the average consumer. In 2009, however, the average consumer is likely to be using microplastic-containing products on a daily basis, as the majority of facial cleansers now contain polyethylene microplastics which are not captured by wastewater plants and will enter the oceans. Four microplastic-containing facial cleansers available in New Zealand supermarkets were used to quantify the size of the polythelene fragments. Three-quarters of the brands had a modal size of <100 microns and could be immediately ingested by planktonic organisms at the base of the food chain. Over time the microplastics will be subject to UV-degradation and absorb hydrophobic materials such as PCBs, making them smaller and more toxic in the long-term. Marine scientists need to educate the public to the dangers of using products that pose an immediate and long-term threat to the health of the oceans and the food we eat.

Ocean acidification (OA), a consequence of anthropogenic carbon dioxide emissions, poses a serious threat to marine organisms in tropical, open-ocean, coastal, deep-sea, and high-latitude sea ecosystems. The diversity of taxonomic groups that precipitate calcium carbonate from seawater are at particularly high risk. Here we review the rapidly expanding literature concerning the biological and ecological impacts of OA on calcification, using a cross-scale, process-oriented approach. In comparison to calcification, we find that areas such as fertilization, early life-history stages, and interaction with synergistic stressors are understudied. Although understanding the long-term consequences of OA are critical, available studies are largely short-term experiments that do not allow for tests of long-term acclimatization or adaptation. Future research on the phenotypic plasticity of contemporary organisms and interpretations of performance in the context of current environmental heterogeneity of pCO 2 will greatly aid in our understanding of how organisms will respond to OA in the future.

Many organisms reproduce by releasing gametes into the environment. However, very little is known about what proportion of released eggs become fertilized. We examined the influence of spawning group size, degree of aggregation, position within an aggregation, and water flow, on in situ fertilization in the sea urchin Strongylocentrotus franciscanus. This study was conducted at a depth of 9 m on the west coast of Vancouver Island, British Columbia, Canada. Males were simulated by syringes filled with sperm; females were simulated by sperm—permeable containers filled with eggs. Individuals were placed 0.5 or 2.0 m apart within a 2 x 2 or 4 x 4 (group size of 4 or 16 individuals) experimental array. The results indicate that group size, degree of aggregation, position within a spawning group, and water flow all affect fertilization success. Fertilization success. Fertilization success ranged from 0 to 82%. Increases in group size and aggregation, decreases in flow velocity, and central and downstream positions within an aggregation all lead to increase in fertilization success. Thus, individual reproductive performance is dependent on, and highly sensitive to, population parameters and environmental conditions.

The Ophiuroidea is the most speciose class of echinoderms and has the greatest diversity of larval forms, but we know less about the evolution of development (evo-devo) in this group than for the other echinoderm classes. As is typical of echinoderms, evo-devo in the Ophiuroidea resulted in the switch from production of small eggs and feeding (planktotrophic) larvae to large eggs and non-feeding (lecithotrophic) larvae. Parental care (ovoviviparity or viviparity/matrotrophy) is the most derived life history. Analysis of egg data for 140 species (excluding viviparity and facultative planktotrophy) indicated a bimodal distribution in egg volume corresponding to planktotrophy and lecithotrophy + ovoviviparity, with three significant egg size groups due to the very large eggs of the ovoviviparous species. The marked reduction in fecundity in species with extremely large eggs is exemplified by the ovoviviparous species. Egg size in the two species with facultative planktotrophy were intermediate with respect to the two modes. Identifying the ancestral larval life history pattern and the pathways in the switch from feeding to non-feeding larvae is complicated by the two patterns of metamorphosis seen in species with planktotrophic development: Type I (ophiopluteus only) and Type II (ophiopluteus + vitellaria larva). The variability in arm resorption at metamorphosis across ophiuroid families indicates that the Type I and II patterns may be two ends of a morphological continuum. This variability indicates ancestral morphological plasticity at metamorphosis followed by canalization in some taxa to the vitellaria as the metamorphic larva. Vestigial ophiopluteal traits in lecithotrophic ophioplutei and vitellaria indicate evolution from the ancestral (feeding larva) state. Parental care has evolved many times from an ancestor that had a planktonic ophiopluteus or vitellaria and is often associated with hermaphroditism and paedomorphosis. A secondary reduction in egg size occurred in the viviparous species.

ABSTRACT Asteroid wasting events and mass mortality have occurred for over a century. We currently lack a fundamental understanding of the microbial ecology of asteroid disease, with disease investigations hindered by sparse information about the microorganisms associated with grossly normal specimens. We surveilled viruses and protists associated with grossly normal specimens of three asteroid species ( Patiriella regularis, Stichaster australis, Coscinasterias muricata ) on the North Island, New Zealand, using metagenomes prepared from virus and ribosome-sized material. We discovered several densovirus-like genome fragments in our RNA and DNA metagenomic libraries. Subsequent survey of their prevalence within populations by quantitative PCR (qPCR) demonstrated their occurrence in only a few (13 %) specimens (n = 36). Survey of large and small subunit rRNAs in metagenomes revealed the presence of a mesomycete (most closely matching Ichthyosporea sp.). Survey of large subunit prevalence and load by qPCR revealed that it is widely detectable (80%) and present predominately in body wall tissues across all 3 species of asteroid. Our results raise interesting questions about the roles of these microbiome constituents in host ecology and pathogenesis under changing ocean conditions.

Abstract A unifying feature of echinoderm larvae is the development of a left anterior coelom, which consists of an undivided left axocoel and hydrocoel. Although the axocoel is a key deuterostome trait, the presence of this coelom in holothurians has been the subject of debate. Here, we focus on the development of the coelom in a basal holothuroid, the apodid Chiridota gigas (F. Chiridotidae). The dorsal pore and dorsal duct develop first, just after gastrulation, followed by expansion into an axohydrocoel in the auricularia. The left somatocoel was first evident adjacent to the stomach ~30 days post‐fertilization. The axohydrocoel differentiated into two distinct parts: the hydrocoel adjacent to the stomach, and a thin‐walled axocoel that was mid‐dorsal between the hydrocoel and the dorsal pore. This left axocoel extended to both the anterior and posterior but did not cross the larval midline. Out‐folding of the hydrocoel to form the primary tentacles was first observed at 58 days. Transition to a doliolaria with four‐rings was rapid (24 hr) and similar to the transition in other holothurians, with the hydrocoel encircling the esophagus. This transition involved a posterior shift of elements of the auricularia ciliary band and associated nervous system. The ciliary band of the auricularia was rearranged to form transverse bands of the doliolaria larva, and at the same time, the serotonergic cells and fibers that had been at the anterior end moved with the portions of the ciliary band with which they were associated. These serotonergic cells and fibers were still present in the pentactula. The first pentactula was observed at 66 days. Coelom development in C. gigas showed two differences from that in other holothurians, including the development of the left axocoel and the extension of the anterior coelom into the preoral lobe. Description of the full larval development in C. gigas also revealed highly variable morphology in the late auricularia stage, which may aid in identifying apodid holothurians from plankton samples.

The global ocean is rapidly changing, posing a substantial threat to the viability of marine populations due to the co-occurrence of multiple drivers, such as ocean warming (OW) and ocean acidification (OA). To persist, marine species must undergo some combination of acclimation and adaptation in response to these changes. Understanding such responses is essential to measure and project the magnitude and direction of current and future vulnerabilities in marine ecosystems. Echinoderms have been recognised as a model in studying of OW-OA effects on marine biota. However, despite their global diversity, vulnerability, and ecological importance in most marine habitats, brittle stars (ophiuroids) are poorly studied. A long-term mesocosm experiment was conducted on adult mottled brittle star (Ophionereis fasciata) as a case study to investigate the physiological response and trade-offs of marine organisms to ocean acidification, ocean warming and the combined effect of both drivers. Long-term exposure of O. fasciata to high temperature and low pH affected survival, respiration and regeneration rates, growth rate, calcification/dissolution, and righting response. Higher temperatures increased stress and respiration and decreased regeneration and growth rates as well as survival. Conversely, changes in pH had more subtle or no effect affecting only respiration and calcification. Our results indicate that exposure to a combination of high temperature and low pH produces complex responses for respiration, righting response and calcification. We address the knowledge gap of the impact of a changing ocean on ophiuroids in the context of echinoderm studies, proposing this class as an ideal alternative echinoderm for future research.