Significance High concentrations of floating plastic debris have been reported in remote areas of the ocean, increasing concern about the accumulation of plastic litter on the ocean surface. Since the introduction of plastic materials in the 1950s, the global production of plastic has increased rapidly and will continue in the coming decades. However, the abundance and the distribution of plastic debris in the open ocean are still unknown, despite evidence of affects on organisms ranging from small invertebrates to whales. In this work, we synthetize data collected across the world to provide a global map and a first-order approximation of the magnitude of the plastic pollution in surface waters of the open ocean.

With a current estimate of ~1,000 million tons, mesopelagic fishes likely dominate the world total fishes biomass. However, recent acoustic observations show that mesopelagic fishes biomass could be significantly larger than the current estimate. Here we combine modelling and a sensitivity analysis of the acoustic observations from the Malaspina 2010 Circumnavigation Expedition to show that the previous estimate needs to be revised to at least one order of magnitude higher. We show that there is a close relationship between the open ocean fishes biomass and primary production, and that the energy transfer efficiency from phytoplankton to mesopelagic fishes in the open ocean is higher than what is typically assumed. Our results indicate that the role of mesopelagic fishes in oceanic ecosystems and global ocean biogeochemical cycles needs to be revised as they may be respiring ~10% of the primary production in deep waters. Mesopelagic fishes dominate the global fishes biomass, yet there exist major uncertainties regarding their global biomass. Irigoien et al.analyse acoustic data collected during a circumglobal cruise and show that biomass estimates should be raised by an order of magnitude.

Like all the major upwelling regions, the Canary Current is characterised by intense mesoscale structure in the transition zone between the cool, nutrient-rich waters of the coastal upwelling regime and the warmer, oligotrophic waters of the open ocean. The Canary Island archipelago, which straddles the transition, introduces a second source of variability by perturbing the general southwestward flow of both ocean currents and Trade winds. The combined effects of the flow disturbance and the eddying and meandering of the boundary between upwelled and oceanic waters produce a complex pattern of regional variability. On the basis of historical data and a series of interdisciplinary field studies, the principal features of the region are described. These include a prominent upwelling filament originating near 28°N off the African coast, cyclonic and anti-cyclonic eddies downstream of the archipelago, and warm wake regions protected from the Trade winds by the high volcanic peaks of the islands. The filament is shown to be a recurrent feature, apparently arising from the interaction of a topographically trapped cyclonic eddy with the outer edge of the coastal upwelling zone. Its role in the transport and exchange of biogenic material, including fish larvae, is considered. Strong cyclonic eddies, observed throughout the year, drift slowly southwestward from Gran Canaria. One sampled in late summer was characterised by large vertical isopycnal displacements, apparent surface divergence and strong upwelling, producing a fourfold increase in chlorophyll concentrations over background values. Such intense eddies can be responsible for a major contribution to the vertical flux of nitrogen. The lee region of Gran Canaria is shown to be a location of strong pycnocline deformation resulting from Ekman pumping on the wind shear boundaries, which may contribute to the eddy formation process.

The Canary Current upwelling ecosystem (CanC) constitutes one of the four main eastern boundary upwelling ecosystems (EBUEs) of the world, thus hosting high productivity and fisheries. Recent observations indicate that the CanC region as a whole has been experiencing a progressive warming and a decrease in productivity over the last decades. This overall trend is however not directly reflected in the fisheries of the region. Here we update recent results and previous reviews on the CanC, covering aspects from the physical environment to fish populations and fisheries on a range of time scales. We approach these topics, when possible, through a comparative exploration of the biogeographical characteristics of different sub-regions comprising this ecosystem. This review shows that variability in coastline configuration, shelf width, coastal upwelling, nutrient fertilization, productivity, or retentive vs. dispersive physical mechanisms, among other factors, may help explain sub-regional differences in fish distributions and abundances in the CanC. Nevertheless, the lack of systematic information on the regional variability of physical and biological processes hampers an integrated understanding of the relative contribution of natural vs. human-induced variability in the populations of at least small-pelagic fishes and their associated fisheries.

Here we review all published data on phytoplankton growth and microzooplankton grazing using the dilution technique to better understand the role of this group of grazers in different regions of the oceans, and to identify the knowledge gaps that require future efforts. A total of 1525 data points assimilated from 110 studies were included and grouped using the biogeographic subsets defined by Longhurst et al. [(1995) An estimate of global primary production in the ocean from satellite radiometer data. J. Plankton Res., 17, 1245–1271]. Total median phytoplankton growth rates in each of the subsets varied between 0.15 (Polar Southern) and 0.83 day−1 (Trades Atlantic), with the corresponding microzooplankton grazing rates ranging between 0.07 (Polar Southern) and 0.48 day−1 (Trades Indian). The median percentage of primary production (PP) grazed by microzooplankton was relatively constant among the regions and ranged from 49 to 77%, with the lowest percentage found in the Westerlies Southern and the highest in the Coastal Indian. Despite strong evidence that microzooplankton grazing impacts were highly variable, no global drivers for this variability (temperature, chlorophyll concentration) were identified in the analysis. As a global carbon budget, the overall consumption of phytoplankton for all regions was 31.3 Gt C year−1, which accounted for 62.4% of the total PP grazed daily. The amount of carbon ingested by micro- and mesozooplankton varied proportionally to the PP and the consumption was five times higher for micro- than for mesozooplankton. As concluding remarks of the study, we present some suggestions that may improve the quality of the data obtained with the dilution technique.

Gaining robust in situ estimates of the growth rate of marine fish larvae is essential for understanding processes controlling year-class success and developing sustainable management strategies to maintain good environmental status. We measured the growth rate of Atlantic herring (Clupea harengus) larvae in the laboratory and compared it to the activity of aminoacyl-tRNA synthetases (AARS). Larvae were reared under controlled conditions for 20 days at three temperatures (7, 12, and 17 °C) using different prey concentrations (0.1, 0.3, and 2 prey·mL−1) of the copepod Acartia tonsa. The relationship between specific growth rates (SGR) and specific AARS activities was best described by a linear function—SGR = −0.1031 + 0.0017 · spAARS, r2 = 0.71, p < 0.05—when only larvae fed ad libitum were considered regardless of the temperature. When larvae fed with low concentrations of food were included in the analysis, the relationship was SGR = −0.0332 + 0.0010 · spAARS, r2 = 0.42, p < 0.05. This latter slope was rather low compared to other studies performed in zooplankton. We suggest protein degradation during the early life stages of fish as the cause of this low slope. We also studied SGR under food deprivation and the effect on specific AARS activities. We found rather high specific AARS activities in small individuals of early stages of fish, also suggesting protein degradation. Further research about protein degradation and turnover rates is needed in order to use AARS activity as a proxy for growth rates in field-caught larvae.