Ivana Vejříková

1 Centrul de biologie al Academiei Cehe de Științe, Institutul de Hidrobiologie, Na Sádkách 7, České Budějovice, Republica Cehă

trofică

2 Facultatea de Științe, Universitatea din Boemia de Sud din České Budějovice, Branišovská 31, České Budějovice, Republica Cehă

Antti P. Eloranta

3 Institutul Norvegian pentru Cercetarea Naturii, Sluppen, Trondheim Norvegia

Lukáš Vejřík

1 Centrul de biologie al Academiei de Științe din Cehia, Institutul de Hidrobiologie, Na Sádkách 7, České Budějovice, Republica Cehă

Marek Šmejkal

1 Centrul de biologie al Academiei Cehe de Științe, Institutul de Hidrobiologie, Na Sádkách 7, České Budějovice, Republica Cehă

Martin Čech

1 Centrul de biologie al Academiei Cehe de Științe, Institutul de Hidrobiologie, Na Sádkách 7, České Budějovice, Republica Cehă

Zuzana Sajdlová

1 Centrul de biologie al Academiei Cehe de Științe, Institutul de Hidrobiologie, Na Sádkách 7, České Budějovice, Republica Cehă

Jaroslava Frouzová

1 Centrul de biologie al Academiei de Științe din Cehia, Institutul de Hidrobiologie, Na Sádkách 7, České Budějovice, Republica Cehă

Mikko Kiljunen

4 Universitatea din Jyväskylä, Departamentul de Științe Biologice și de Mediu, Jyväskylä, Finlanda

Jiří Peterka

1 Centrul de biologie al Academiei Cehe de Științe, Institutul de Hidrobiologie, Na Sádkách 7, České Budějovice, Republica Cehă

Conceptualizare: IV APE JP.

Arhivarea datelor: MAIMUŢĂ.

Analiza formală: IV APE.

Achiziție de finanțare: JP.

Investigație: IV LV MŠ MČ ZS JF MK JP.

Metodologie: IV APE JP.

Administrarea proiectului: JP.

Supraveghere: JP.

Vizualizare: IV APE LV.

Scriere - schiță originală: IV APE JP.

Scriere - recenzie și editare: LV MŠ MČ ZS JF MK.

Date asociate

Datele utilizate în acest studiu pot fi evaluate în tabelul S4 din informațiile de sprijin.

Abstract

Introducere

Speciile generaliste care se hrănesc cu mai multe niveluri trofice (cf. [1]) au de obicei un rol fundamental în ecosisteme. Generaliștii pot, de exemplu, să regleze abundența, compoziția și utilizarea de nișă a organismelor la niveluri trofice inferioare și superioare și, de asemenea, să integreze habitate distincte spațial și compartimente ale rețelei alimentare [2], afectând astfel structura și stabilitatea rețelelor alimentare [3,4 ]. Populațiile generaliste cu nișă trofică largă sunt formate de obicei din indivizi foarte specializați care folosesc doar un subset al întregii populații de nișă [5]. O astfel de specializare individuală poate avea, la rândul său, efecte complexe la nivel de populație, comunitate și ecosistem, inclusiv procese de speciație, interacțiuni intra și inter-specifice, precum și cicluri de nutrienți și flux de energie ([6-8] și referințe la acestea) . Cu toate acestea, apariția și gradul de variație a nișei individuale și, prin urmare, potențialul de speciație și de cuplare a habitatului, în cadrul populațiilor generaliste, sunt în mod obișnuit controlate de disponibilitatea nișei și oportunitățile ecologice [9-11].

Materiale și metode

Studiați lacurile

Studiul a fost realizat în două noi lacuri comparabile postminare comparabile din nordul Republicii Cehe, Milada și Most (Fig. 1), cu permisiunea proprietarului siturilor de studiu, Palivový kombinát Ústí, státní podnik. Lacurile provin din inundarea minelor deschise restaurate de cărbune brun. Restaurarea acvatică a Miladei a fost efectuată în 2001–2011 și în prezent mai multe specii de macrofite și macroalge sunt prezente în biomasele înalte la o adâncime de 12 m (acoperire medie a vegetației de> 65% la 0-12 m adâncime, constând în principal din Potamogeton sp., Myriophyllum sp. Și Chara sp.). Restaurarea celor mai mulți a fost efectuată în anii 2008–2014, dar nu a fost dezvoltată nicio vegetație macrofită abundentă (acoperire medie a vegetației de 2 suprafețe de plasă. Toți peștii capturați au fost anesteziați imediat cu o doză letală de tricainemetansulfonat (MS - 222, Sigma Aldrich Co. ), identificate, măsurate, cântărite și disecate pentru analiza conținutului intestinal Țesuturile musculare de la indivizii albi, roach și rud au fost depozitați congelați la –20 ° C înainte de pregătirea finală pentru SIA.

Eșantionarea surselor de hrană pentru SIA

Analize stabile de izotopi

Toate probele SIA de pește congelat, nevertebrate și resurse bazale au fost uscate la 60 ° C timp de 48 de ore și măcinate într-o pulbere omogenă folosind o moară cu bile Retsch MM 200 (Retsch GmbH, Haan, Germania). Subprobe mici (0,520-0,770 mg) au fost cântărite în cupe de tablă pentru analiza δ 15 N și δ 13 C. Toate SIA au fost efectuate folosind un analizor elementar FlashEA 1112 cuplat la un spectrometru de masă Finnigan DELTA plus Advantage (Thermo Fisher Scientific Corporation, Waltham, MA, SUA) la Universitatea din Jyväskylä, Finlanda. Raporturile stabile de azot și carbon sunt exprimate ca valori delta (δ 15 N, respectiv δ 13 C) în raport cu standardele internaționale pentru azot (azot atmosferic) și carbon (Vienna PeeDeeBelemnite). Precizia analitică a fost întotdeauna mai bună de 0,20 ‰ pentru ambii izotopi și s-a bazat pe deviația standard a analizei repetate a standardelor de lucru (țesut muscular de știucă albă și frunze de mesteacăn) inserate în fiecare test după fiecare cinci probe. Deoarece raporturile C: N au fost în mod constant mai mici decât 3,5 (adică 96% din cazuri), valorile izotopice stabile obținute la pești nu au fost corectate lipidic [40].

În acest studiu, SIA a fost aplicat pentru a compara variația de nișă individuală în peștii generaliști în Milada bogată în macrofite și cea mai săracă în macrofite. Izotopii de azot stabil (δ 15 N) și carbon (δ 13 C) sunt utilizați pe scară largă pentru a studia rețelele alimentare lacustre și pentru a estima dieta pe termen lung a consumatorilor [39], precum și lățimea nișei populațiilor consumatoare [41,42]. În timp ce valorile δ 15 N indică poziția trofică a unui organism în rețeaua alimentară, valorile δ 13 C reflectă sursele de carbon asimilate pe termen lung ale consumatorilor, cum ar fi proporțiile relative ale litoralului (bentic) față de pelagic hrană (planctonică) pentru pești [39]. Prin urmare, SIA oferă un instrument puternic pentru a studia complexitatea rețelei alimentare (de exemplu, lungimea lanțului alimentar) și căile fluxului de energie în ecosisteme.

Analize statistice

În funcție de normalitatea datelor, s-au folosit teste parametrice t sau teste U non-parametrice Mann-Whitney pentru a testa diferențele dintre lacuri în lungimea standard, poziția trofică (TP) și dependența litorală (LR) a peștilor generalisti. . Analiza varianței (ANOVA) cu Tukey’s HSD (diferență semnificativă sinceră) au fost folosite comparații în perechi pentru a testa diferențele în TP și LR între cele trei specii (adică, segregarea de nișă inter-specifică în lacuri). Diferențele între lacuri în lățimea de nișă trofică a speciilor generaliste (măsurate ca varianță a TP și LR) au fost testate cu testul lui Levene pentru egalitatea variațiilor, care ia în considerare diferențele în dimensiunile eșantionului și este robust până la non-normalitate. Toate analizele statistice au fost efectuate în R 3.1.1 [45].

Rezultate

Segregare de nișă interspecifică

Cei trei pești generaliști au prezentat o segregare semnificativă de nișă în ceea ce privește poziția lor trofică atât în ​​Milada bogată în macrofite (F2,423 = 200,1, p Tabelul 1; Fig 2; p Tabelul 1; Fig 2; p Tabelul 1). Rudd s-a bazat în mod semnificativ mai mult, în timp ce bibanul și roachul s-au bazat mai puțin pe resursele alimentare litorale din Milada decât în ​​Most (Tabelul 1), probabil datorită erbivorului predominant de rud și zooplanktivory prevalent de biban și rud în Milada în comparație cu Major.

Lățimile de nișă izotopice estimate pentru cei trei pești generaliști au diferit semnificativ între Milada bogată în macrofite și cea mai săracă în macrofite. Perca și rudul au arătat o variație individuală semnificativ mai mare (adică varianță) în poziția trofică în Milada decât în ​​cele mai multe, în timp ce nu s-au observat diferențe între lacuri pentru roach (Tabelul 2; Fig. 2).

masa 2

Varianța Testul nMiladaMostLevene
TP
Biban3260,2280,104F1.324 = 19.563; p 0,5) și unele resurse alimentare planctonice în principal pelagice (LR Tabelul 1; Fig 2). Testele de varianță au fost repetate după stabilirea intervalelor în lungimea standard a peștilor între lacuri (adică, după excluderea persoanelor excepțional de mici și mari), dar acest lucru nu a schimbat rezultatele.

Discuţie