Preliminary examination of food web structure of Nicola Lake (Taim Hydrological System, south Brazil) using dual C and N stable isotope analyses : scientific note

Abstract

Taim Ecological Reserve is located within the Taim Hydrological System and was created to protect a heterogeneous and productive landscape harboring exceptional biological diversity in southern Brazil. Using stable isotope ratio analyses of carbon (δ13C) and nitrogen (δ15N), we provide a preliminary description of the food web structure, including estimates of production sources supporting fish populations and vertical trophic structure, within a representative lake of this system. A total of 21 organisms (5 macrophytes, 3 mollusks and 13 adult fishes) representing 16 species were collected for isotope analysis. Fishes had δ13C values ranging from -24.30 ‰ to -28.31 ‰, showing concordance with the range of values observed for macrophytes (-25.49 to -27.10 ‰), and suggesting that these plants could be a major carbon source supporting these fishes. δ13C signatures of Corbicula (-30.81‰) and Pomacea (-24.26‰) indirectly suggest that phytoplankton and benthic algae could be alternative carbon sources for some consumers. Nitrogen isotope ratios indicated approximately three consumer trophic levels. The pearl cichlid Geophagus brasiliensis was a primary consumer. Two catfishes (Trachelyopterus lucenai and Loricariichthys anus) were secondary consumers. Two congeneric pike cichclids (Crenicichla lepidota and C. punctata), a catfish (Pimelodus maculatus) and the characids Astyanax fasciatus and Oligosarcus robustus were tertiary consumers. Further studies including additional primary producers and consumers and greater sample numbers should be conducted to provide a more complete and detailed description of food web structure and dynamics within the reserve.

A Estação Ecológica do Taim está inserida dentro do Sistema Hidrológico do Taim e foi criada para proteger uma região heterogênea e produtiva no sul do Brasil, abrigando uma diversidade biológica excepcional. A partir da análise de isótopos estáveis do carbono (δ13C) e nitrogênio (δ15N), esse trabalho fornece uma descrição preliminar da estrutura da teia alimentar numa lagoa representativa desse sistema, incluindo estimativas dos produtores primários que sustentam suas populações de peixes e a estrutura trófica vertical. Um total de 21 organismos (5 macrófitas, 3 moluscos e 13 peixes adultos), representando 16 espécies, foram coletados para a análise da composição isotópica. Os peixes tiveram valores de δ13C variando entre -24.30 ‰ e -28.31 ‰, com uma amplitude de variação concordante com as macrófitas (-25.49 e -27.10 ‰), sugerindo indiretamente que essas plantas poderiam ser uma fonte de carbono importante para os peixes. As assinaturas δ13C de Corbicula (-30.81‰) e Pomacea (-24.26‰) sugerem que fitoplâncton e algas bentônicas podem ser outra fonte de carbono para alguns consumidores. As razões isotópicas do nitrogênio indicaram aproximadamente três níveis tróficos de consumidores. O cará Geophagus brasiliensis foi um consumidor primário, enquanto o penharol Trachelyopterus lucenai e o cascudo-viola Loricariichthys anus foram consumidores secundários. Duas espécies congenéricas de joaninha (Crenicichla lepidota e C. punctata), o pintado Pimelodus maculatus, o lambari Astyanax fasciatus e o dentudo Oligosarcus robustus foram consumidores terciários. Novas investigações, incluindo outros produtores primários e consumidores e um maior número de amostras, deveriam ser conduzidas para propiciar uma descrição mais completa e detalhada da estrutura e dinâmica da teia alimentar no Taim.