Isotopic signatures (δ18O and δ13C) of bivalve shells from cold seeps and hydrothermal vents

The oxygen and carbon isotopic compositions of 108 modern shells of various bivalve species collected from cold seeps and hydrothermal vents were investigated in order to evaluate whether these parameters can provide information on environmental geochemical variability as well as on bivalve species and on the type of symbiotic bacteria present in their gills. The results show that the carbonate of bivalve shells from hydrothermal vents is characterized by abnormal positive δ13C values due to kinetic isotope effects, whereas the carbonate of bivalve shells from cold seeps exhibits positive as well as negative δ13C values suggesting that oxidized methane emitted by the seeping fluids may be incorporated in the shell. Comparison of the δ18O and δ13C values of bivalve shells hosting different chemosymbiotic bacteria suggests that each type of symbiosis is associated with a specific environment and bivalve species, indicating that there is a strong physiological/metabolic control on the incorporation of stable isotopes during the biomineralization process.

RésuméLes compositions isotopiques de l’oxygène et du carbone de 108 coquilles de bivalves vivants d’espèces variées, prélevées au niveau de sites de suintements froids et au niveau de sources hydrothermales, ont été analysées dans le but d’évaluer si ces paramètres pouvaient fournir des informations sur la variabilité géochimique de l’environnement ainsi que sur l’espèce de bivalve et le type de bactéries symbiotiques présent sur leurs branchies. Cette étude montre que le carbonate des coquilles de bivalves provenant des sources hydrothermales est caractérisé par des valeurs de δ13C anormalement positives dues à des effets cinétiques, tandis que le carbonate des coquilles de bivalves provenant des sites de suintements froids montre aussi bien des valeurs de δ13C positives que négatives ce qui suggère que le méthane oxydé issu des fluides qui sont émis au niveau du fond marin peut être incorporé dans la coquille. La comparaison des analyses de δ18O et de δ13C de coquilles de bivalves portant des bactéries chimiosymbiotiques différentes permet de suggérer que chaque type de symbiose est associé à un environnement et à une espèce de bivalve spécifique, ce qui indique un fort contrôle physiologique/métabolique sur l’incorporation des isotopes stables au cours du processus de biominéralisation.