Зміна екології цихлід озера Вікторія та їх середовища: дані аналізів C13 та N15 Академічна наукова робота на тему «Біологічні науки"

Подібні теми наукової статті з біологічних наук, автор наукової статті - Жакко К. ван Рійссел, Роберт Е. Хеккі, Мері А. Кіше-Мачуму, Ф. Вітте

Академічна наукова робота на тему "Зміна екології цихлід озера Вікторія та їх довкілля: дані аналізів C13 та N15"

ПОДОВИКИ У ДОСЛІДЖЕННІ ЦІХЛІДІВ II

Зміна екології цихлід озера Вікторія та їх

довкілля: докази аналізів C та N

Jacco C. van Rijssel • Robert E. Hecky • Mary A. Kishe-Machumu • F. Witte

Анотація Евтрофікація - це зростаюча глобальна загроза для прісноводних екосистем. Озеро Вікторія у Східній Африці страждало від сильної евтрофікації протягом останніх десятиліть, що частково відповідає за різке зменшення різноманітності видів гаплохроміну цихлід. Однак деякі зоопланктоїдні та зловживані гаплохромінові види видужали і перевели свій раціон на макробезхребетних та риб. Ми використали чотири види збережених формаліном цихлід, виловлених за останні 35 років, щоб дослідити, чи відображають стабільні ізотопи цих риб зміни в харчуванні, відмінності середовища існування та чи можна ці ізотопи використовувати як

Запрошені редактори: С. Коблмюллер, Р. С. Альбертсон, М. Дж. Геннер, К. М. Сефк і Т. Такахаші/Досягнення досліджень цихлідів II: Поведінка, екологія та еволюційна біологія

показники евтрофікації. Ми виявили, що 815N підписів в основному відображали зміну дієти до більшої здобичі у всіх чотирьох видах гаплохроміну. Зміни підписів 513C, ймовірно, відображали відмінності середовища існування та зміни дієти. Крім того, у 2011 році було знайдено перехід до надзвичайно важких підписів 813C для всіх чотирьох видів, які могли б зробити висновок про збільшення первинного виробництва і, отже, евтрофікацію, хоча для підтвердження цієї гіпотези потрібні додаткові дослідження. Спостережувані часові зміни підтверджують попередні висновки про те, що збережені зразки можна використовувати для відстеження історичних змін в екології риб та водному середовищі. Це наголошує на необхідності постійного відбору зразків, оскільки ця інформація може бути важливою для реконструкції та прогнозування наслідків змін навколишнього середовища.

Електронний додатковий матеріал Інтернет-версія цієї статті (doi: 10.1007/s10750-016-2790-y) містить додаткові матеріали, доступні для авторизованих користувачів.

Дж. К. ван Рейссель • Ф. Вітте

Інститут біології Лейден, Лейденський університет, Лейден, Нідерланди

Й. К. ван Рейссель • Ф. Вітте

Центр біорізноманіття Naturalis, Лейден, Нідерланди

Поточна адреса: J. C. van Rijssel (&)

Екологія та еволюція риб, Центр екології, еволюції та біогеохімії EAWAG, Кастанієнбаум, Швейцарія e-mail: [email protected]

Й. К. ван Рейссель

Інститут екології та еволюції, Бернський університет, Берн, Швейцарія

Обсерваторія Великих озер, Університет Міннесоти, Дулут, Міннесота, США

М. А. Кіше-Мачуму

Інститут рибного господарства Танзанії, Дар-ес-Салам, Танзанія

Опубліковано в Інтернеті: 11 травня 2016 р

Ключові слова Дієтна зміна • Евтрофікація • Зразки музеїв • Первинне виробництво • Стабільні ізотопи • Стенотоп

Евтрофікація прісноводних екосистем стає все більш поширеною і є основною загрозою для біорізноманіття та використання водних ресурсів місцевими людськими популяціями (Smith & Schindler, 2009). Більшість методів оцінки евтрофікації визначали збільшення первинного виробництва як негайну біологічну реакцію на збагачення поживними речовинами (Ferreira et al., 2011); і, отже, первинна продуктивність рекомендується бути чутливим і точним показником евтрофікації (Paerl et al., 2003; Andersen et al., 2006), за деяким винятком Garmendia et al. (2013) та Сміта (2007). Збільшення первинної продуктивності та збагачення поживними речовинами, як правило, призводить до переважного видалення та виснаження більш легкого С, що призводить до важчих ознак d13C у водних харчових ланцюгах (Schelske & Hodell, 1991). Збільшення забруднення азотом стоками відображається на більш важких сигнатурах d15N, тоді як високий попит на N первинних виробників може сприяти N-фіксуючим ціанобактеріям і, отже, більш легким сигнатурам d15N (Peterson & Fry, 1987) Отже, і вуглецеві, і азотні стабільні ізотопи чутливі до збагачення поживними речовинами та підвищеної первинної продуктивності (Schelske & Hodell, 1991; Cabana & Rasmussen, 1996; Vander Zanden et al., 2005; Gu et al., 2006), і, отже, можуть бути корисні показники евтрофікації.

Окрім того, що стабільні ізотопи використовуються як показники первинної продуктивності та змін базових сигнатур у харчових мережах, вони зазвичай використовуються для оцінки трофічного положення та потоку вуглецю у водних харчових мережах (Peterson & Fry, 1987; Post, 2002). Підписи d15N споживачів, як правило, збагачуються на 3-4% з кожним трофічним рівнем, тоді як підписи d13C подібні або лише трохи збагачені (d13C P> 0,05; Таблиця 1) та відносно високий r (0,78). Підписи d13C pyr, lap і deg збільшилися, тоді як загар залишався подібним. Підписи d15N залишалися подібними для pyr та lap, тоді як вони зростали для загару та градусів (рис. 2b).

Загальні ізотопні відповіді за рік відбору проб

Всі чотири види демонстрували значні зміни в часі в d13C (ANOVA, P