Szezonális szokások a felnőtt lapátos tokhal étrend-összetételében egy szabadon folyó folyóban

Cikkek

Teljes cikk
Ábrák és adatok
Hivatkozások
Idézetek
Metrikák
Újranyomtatások és engedélyek
PDF

ABSZTRAKT

Bevezetés

Az Ohio-folyó melletti Wabash-folyó jelentős lapátos tokhal-populációval rendelkezik (Nepál és mtsai 2015). Ez egy egyedülálló rendszer, mert ennek a folyónak az alsó 764 km-je akadálytalan, így a Mississippi folyótól keletre a leghosszabb szabadon folyó folyó. A Wabash folyó még mindig számos élőhelytípust tartalmaz, mint például a fő- és mellékcsatornák, a sziget- vagy pontsávok, a holtág élőhelyei és az időszakos vizes élőhelyek (1. ábra). Ezenkívül ezt a folyót nem terhelik, és így kapcsolódik árteréhez. Bár a Wabash folyó közepén és felső részén lapátos tokhalról végeztek néhány kutatást (Kennedy és mtsai. 2006, 2007; Kennedy és Sutton 2007; Bock és mtsai. 2011), a folyó alsó részén található ökológiai információk hiányzó. Mivel az alsó Wabash folyó (LWR) támogatja az aktív ikrhalászatot, a hal populációdinamikája ebben a folyószakaszban nagyon eltérő lehet a felső részhez képest, amelyet kereskedelmi szempontból nem használnak ki.

Online közzététel:

1. ábra (A) A Wabash folyó helye. A vékony vonalak a Wabash folyó fő mellékfolyóit, a zárt körök (•) a mintavételi helyeket jelentik. (B) A Wabash-folyó tipikus szakasza, amely különböző élőhelytípusokat mutat be.

Az energiafelvétel befolyásolja a hal túlélését és növekedését. Az étkezési és táplálkozási szokások meghatározzák az állatok trofikus helyzetét a táplálékhálókon, és meghatározzák ökológiai résüket. Az étrend mennyisége, minősége és összetétele szintén befolyásolhatja a hal állapotát és ezáltal a szaporodását. Az étrendi tanulmányok hatékonyak lehetnek az élettörténeti felfedezések vagy az élőhely-felhasználásra vonatkozó következtetések meghozatalában (Hyslop 1980), az étrend-vizsgálatok pedig nyomon követhetik az év során bekövetkezett élőhely-változásokat. Ezenkívül a legfontosabb zsákmány-taxonok és élettörténetük azonosítása lehetővé teszi a vezetők számára, hogy azonosítsák a zsákmányfajok kritikus élőhelyeit. Ezen élőhelyek sikeres kezelése biztosítaná a lapátos tokhal folyamatos zsákmányellátását. A menedzserek a lehető legjobban kihasználhatják erőforrásaikat, ha megfigyelésüket és szükség esetén manipulációs tevékenységeiket az ilyen élőhelyekre irányítják. Így a hal étrendjére vonatkozó mennyiségi információk megalapozzák a hatékony gazdálkodást és megőrzést.

Bár több tanulmány értékelte a lapátos tokhal étrendi összetételét (pl. Modde & Schmulbach 1977; Berry Jr. 2002; Wanner és mtsai 2007; Harrison és mtsai 2014), kevesen foglalkoztak a lapátos tokhal étrendje és a vízfolyás kapcsolatával ( Seibert és mtsai 2011; Sechler és mtsai 2013). Seibert és mtsai. (2011) a lapátos tokhal magas energiafelvételét figyelte meg a magas folyófolyás során a Mississippi középső folyó akadálytalan, de kivetett szakaszán (MMR). A lapátos tokhal szezonális étrend-összetétele és a folyófolyás közötti összefüggést azonban nem számszerűsítették olyan akadálytalan folyókban, amelyek az árterükhöz kapcsolódnak. Ennek az igénynek a kielégítése érdekében a lapátos tokhal étrendjét tanulmányozták az USA-ban, az Illinois/Indiana államban, a Wabash folyóban.

Mód

Halgyűjtés és boncolások

Online közzététel:

2. ábra A lapátos tokhal mintavételi helyei és a folyó szakaszának megfelelő dátumok (m) a Wabash folyóban. A téli, nyári és őszi mintákat az alsó Wabash folyóból (folytonos vonal), a tavaszi mintákat a felső Wabash folyóból (szaggatott vonal) vettük. A mintadátumokat nyitott körök jelölik.

Adatelemzés

Eredmények

92 lapátos tokhal étrendjét értékeltük, és a férfi: nő arány 2,25: 1 volt (1. táblázat). A lapátos tokhal mérete 396 és 801 mm (666,3 ± 7,7 mm FL, átlag ± 1 SE) és 190 és 1900 g nedves tömeg (1080,1 ± 36,0 g) között változott. A nőstények átlagosan hosszabbak és nehezebbek voltak, mint a férfiak (F1,62 = 10,4, o Szezonális szokások a felnőtt lapátos tokhal étrend-összetételében egy szabadon folyó folyóban

Online közzététel:

1. táblázat: A tanulmányban az étrend elemzéséhez a 2013. őszén, tavaszán, nyarán és télén fogott női és hím lapátos tokhal száma és átlagos (± 1 standard hiba) villahossza, szomatikus súlya és relatív súlya. Nem figyeltek meg szignifikáns különbséget a nemek között minden évszakban.

A 92 feldolgozott gyomorminta közül 90-nél (97,8%) volt legalább egy zsákmány. Mindkét üres gyomormintát 2013 tavaszán gyűjtöttük. A lapátos tokhal gyomormintákban 36 azonosítható taxonból összesen 54 550 egyedi zsákmányt figyeltünk meg. A makro gerinctelen lárvák tették ki a legtöbb zsákmányt (3. ábra). Csontos hal (egész Gambusia és azonosíthatatlan maradványokat) két téli (9,5%) és egy tavaszi (4,3%) mintában is megfigyeltünk (4. ábra). A gyomor teltsége szignifikánsan magasabb volt ősszel a többi évszakhoz képest (F2,58 = 41,7, o Szezonális szokások a felnőtt lapátos tokhal étrend-összetételében egy szabadon folyó folyóban

Online közzététel:

3. ábra A felnőtt lapátos tokhal-étrend összetétele százalékos arányban a Wabash folyóban 2013. január és november között.

Online közzététel:

4. ábra A felnőtt lapátos tokhal által elfogyasztott zsákmány taxonok előfordulási gyakorisága a Wabash folyóban 2013. január és november között.

Online közzététel:

5. ábra Átlagos gyomorteljesítmény (%), a ragadozó taxonok száma és az egyes zsákmánycikkek száma a Wabash folyóból 2013. január és november között gyűjtött lapátos tokhal étrendi mintáiban. A hibasávok 1 standard hibát jelentenek; azok az évszakok, amelyek nem osztanak levelet, jelentősen különböznek egymástól (o 5. ábra Átlagos gyomorteljesítmény (%), a zsákmány taxonok száma és az egyes zsákmányok száma a Wabash folyóból 2013. január és november között gyűjtött lapátos tokhal diétás mintáiban. A hibasávok 1 standard hibát jelentenek; azok az évszakok, amelyek nem osztanak levelet, jelentősen különböznek egymástól (o Szezonális szokások a felnőtt lapátos tokhal étrend-összetételében egy szabadon folyó folyóban

Online közzététel:

2. táblázat: A Wabash folyóban 2013. január és november között a lapátos tokhal által fogyasztott két leggyakoribb és számszerűen bőséges zsákmány-taxon alkotta étrend átlagos (± 1 standard hiba) aránya. Nem figyeltek meg szignifikáns különbséget a nemek között minden évszakban.

Az étrend összetételében is megfigyeltek nemek szerinti különbségeket. A női lapátos étrendben lényegesen kevesebb Chironomidae és több Hydropsychidae volt a férfiakhoz képest (F1,62 = 4,18, o = 0,045 és F1,62 = 3,96, o Szezonális szokások a felnőtt lapátos tokhal étrend-összetételében egy szabadon folyó folyóban

Online közzététel:

A lapátos tokhal étrendi mennyisége és összetétele, más halakhoz hasonlóan, szezonálisan változhat (Modde & Schmulbach 1977; Wanner és mtsai 2007; Hoover és mtsai 2007; Bock és mtsai 2011; Seibert és mtsai 2011). A zsákmány száraz tömege, a gyomor teltsége és az egyes zsákmányok száma ősszel, a legkevesebb télen volt. A Hydropsychidae volt a domináns zsákmány ősszel, nyáron és télen, tavasszal azonban a Chironomidae volt a domináns zsákmány. Az összetétel ilyen szezonális különbségei valószínűleg összefüggenek a gerinctelen zsákmány taxonok szezonális környezeti körülményeivel és élettörténeti mintáival. Noha nem szignifikáns, a tavaszi mintákban volt a legnagyobb sokféleség a zsákmány taxonokban. Ez egybeesik sok makrogerinctelen hatalmas ívási időszakával. Ezenkívül a hidropszichidák tavasszal kelnek ki (április – június, Mackay 1986; Rutherford & Mackay 1986), és valószínűleg kevésbé hozzáférhetők zsákmányként a többi évszakhoz képest. Ez lehet az oka annak, hogy a Hydropsychidae volt a domináns zsákmány a tavasz kivételével minden évszakban. A tavaszi mintákban a Chironomids dominált, ez az eredmény összhangban van a legtöbb más tanulmánysal (Modde & Schmulbach 1977; Wanner és mtsai 2007; Bock és mtsai 2011, de lásd Seibert és mtsai 2011). Ez arra utal, hogy a kironomidák kitölthetik azt a rést, amelyet tavasszal a Hydropsychidae hiánya nyitva hagy. Egy másik lehetséges magyarázatot a Crawleyville és a Lafayette mintavételi helyek közötti szubsztrátkülönbség adhat; a durva szubsztrát arányának különbsége a két helyszínen befolyásolhatta a zsákmány elérhetőségét is.

A csapadékesemény megmagyarázza a szerves tartalom viszonylag alacsony arányát a lapátos étrendben ősszel. Az ősszel és tavasszal a mintavétel során a nagyobb áramlásból eredő magas zavarosság kevésbé diszkriminált táplálkozáshoz vezethetett, lehetővé téve a szervetlen részecskék, például a homok véletlenszerű fogyasztását (Modde & Schmulbach 1977; Bock et al. 2011). A testrészek differenciál emésztése szintén segíthet megmagyarázni az őszi minta ilyen alacsony szerves tartalmát. Az őszi mintavétel során összegyűjtött gyomormintákban a Hydropsychidae nagy részéből hiányzott több testrész. Ez az étrend elemzésében jelentős elfogultság lehet; a gyorsan emészthető ételek alulreprezentáltak a gyomorban, míg a kemény részek (például a rovarlárvák fejkapszulái) felülreprezentáltak. Tehát, bár az őszi mintában a Hydropsychidae egyedek száma magas volt, a tényleges hozzájáruló tömeg nem volt olyan magas, és ezért alacsonyabb volt a szerves tartalom aránya.

Ez a tanulmány azt sugallja, hogy a csapadékesemények és az ebből fakadó bentosus gerinctelenek elsodródása fontos hozzájárulók a lapátos tokhal éves energiaköltségvetéséhez. Különösen a magas zsákmányelérhetőség évszakaiban a csapadékesemények fokozzák a lapátos tokhal táplálkozását azáltal, hogy kiszorítják a sodródó makrogerinctelent a szubsztrátból, és hozzáférhetőbbé teszik őket a lapátos tokhal számára. Hasonlóképpen, ez a tanulmány rávilágított a hidrológiai kapcsolat és a menekültek fontosságára a lapátos tokhal sikerének elősegítésében. Az élőhelyek bonyolultsága a Wabash folyóban valószínűleg magas zsákmányszervezetek termelését eredményezi, így a lapátos tokhal ebben a folyóban egész évben kielégítheti energetikai szükségleteiket. A közép-nyugati folyókban a lapátos tokhal megőrzési stratégiáinak középpontjában az élőhelyek komplexitásának fokozására szolgáló struktúrák létrehozása és az árterekre való bejutással való hidrológiai kapcsolat növelése kell, hogy irányuljon. Ezek az intézkedések valószínűleg a folyó többi halfajának is kedveznek, ezáltal javítva a folyó ökoszisztémájának ökológiai értékét.

Köszönetnyilvánítás

Köszönetet szeretnénk mondani Jacob Adamsnak és Tom Stefanavage-nek a szántóföldi gyűjtésben és a boncolásokban nyújtott segítségért. Köszönet illeti Evan Boone-t, Amelia Missavage-t és Steven Castagliát is a gyomorminták feldolgozásában nyújtott segítségért. Scott Meiners, Eric Bollinger és egy névtelen lektor hasznos javaslatokat tett a kézirat javítására.

Közzétételi nyilatkozat

Potenciális összeférhetetlenségről a szerzők nem számoltak be.