Characterization of the feeding strategies and dietary niche partitioning in a fish community of a small natural lake revealed by stable isotope analyses

Master

ZusammenfassungDie Analysevon Nahrungsnetzen ermöglicht die Beschreibung von verschiedenen Formen der Nutzung von Nahrungsressourcen, wie zum Beispiel Generalismus, trophische Omnivorie, Prädation, und Ressourcen-Überlappung zwischen Konkurrenten. Die interspezifische Aufteilung der Resourcen-Nischen ist ein nahrungsnetzstrukturierender, weitgehend anerkannter Prozess, obgleich für die Struktur mancher Nahrungnetze die intraspezifische Aufteilung der Resourcen-Nischen bedeutender ist. Die Charakterisierung von ungestörten Nahrungsnetzen bietet die Möglichkeit, die Widerstandsfähigkeit eines Ökosystems gegen mögliche zukünftige Störungen zu bewerten, da eine generalistische Nahrungsaufnahme eine Anpassungan Veränderungen innerhalb eines Ökosystems ermöglicht. Das Ziel der vorliegenden Studie war es, die Ernährungsstrategien sowie die Aufteilung der Resourcen-Nischen der Fischartengemeinschaft des Kleinen Döllnsees zu analysieren. Die Ernährungsstrategien (trophisch-omnivor, generalistisch, spezialistisch, Nahrungsketten-omnivor), sowie die inter-und intraspezische Aufteilung der Resourcen-Nischen wurden mit Hilfe von stabilen Isotopen (δ13C und δ15N) für acht Fischarten untersucht. Die Ergebnisse zeigen auf, dass die analysierten Fischarten nicht auf Nahrungressourcen spezialisiert waren und diverse Ressourcen aus dem Litoral und Pelagial, sowie aus verschiedenen trophischen Ebenen nutzten. Nur geringe interspezifische Unterschiede in der Nahrungsaufnahme wurden eruiert und folglich war die Isotopen-Nische der Fischartengemeinschaft unterwartet klein. Intraspezifische Aufteilung der Resourcen-Nischen wurde hingegen innerhalb der Cypriniden und besonders innerhalb der piscivoren Fischarten nachgewiesen. Schlussfolgernd ist das Nahrungsnetz der analysierten Fischartengemeinschaft durch zahlreiche Verknüpfungen aufgrund von generalistischer und trophisch-omnivorer Nahrungsaufnahme im Litoral und Pelagial charakterisiert. Daher kann geschlussfolgert werden, dass die analysierten Fischarten resilient auf mögliche zukünftige Störungen des Nahrungsnetzes reagieren können, wenn die in der folgenden Studie aufgefundenen Muster ein allgemein gültiges Charakteristikum des Döllnsee-Nahrungsnetzes sind und nicht nur eine temporäre Struktur der Fischartengemeinschaft widergeben. Weiterhin hat der Vergleich der Fischartengemeinschaften dreier Seen gezeigt, dass die Isotopen-Nischenbreite des Kleinen Döllnsees, mit aus differenziertem Litoral und Pelagial, in der Größe vergleichbar mit der Isotopen-Nischenbreite eines kleinen und flachen, strukturreichen Sees war. Während die Isotopen-Nischenreite eines kleinen und flachen, strukturarmen Sees größer war, vermutlich aufgrund starker Konkurrenz um Ressourcen. Dies deutet an, dass die Vernetzung des Litoral und Pelagials geringer ist, wenn Fischartengemeinschaften ressourcen limitiert sind. Insgesamt bestätigt die vorliegende Studie die Theorie, dass Komplexität ein prägender Bestandteil von Nahrungsnetzen ist und deshalb in Nahrungsnetz-Theorien Beachtung finden sollte.

Abstract

Food web analyses allow detection offeeding characteristics such as generalstic feeding, trophic-omnivory, predation, cannibalism, and resource overlap among competitors. Dietary niche partitioning between species is a widely accepted pattern structuring food webs, but occasionally intraspecific dietary niche partitioning is more important. Characterization of a food web also provides a basis to evaluate resilience of an ecosystem to future disturbances as ingestion of diverse resources by species allows adaptations to changing ecosystems. The aim of this study was to uncover feeding strategies and dietary niche partitioning of the fish community in lake “Kleiner Döllnsee”, an eutrophic small lake. Feeding strategy (trophic-omnivorous, generalist, specialist, food-chain-omnivorous) and inter-and intraspecific dietary niche partitioning was investigated for eight fish species using stable isotope analyses (δ13C and δ15N). Results indicated that the analyzed fish species used diverse resources from littoral and pelagic food chains and were trophic-omnivorous forager. Interspecific dietary niche partitioning was low, reflected by an unexpectedly small isotopic niche width of the studied lake, while intraspecific dietary niche partitioning was detected for cyprinids and piscivorous species. Concluding, the food web of the studied fish community is structured by numerous connections through generalistic, trophic-omnivorous as well as food-chain-omnivorous foraging. Therefore, the analyzed fish species can be expected to be resilient to potential ecosystem disturbances, if the observed pattern is a long lasting characteristic of the Kleiner Döllnsee food web, rather than a temporal pattern. Besides, isotopic niche width comparison between three fish communities revealed that the isotopic niche width in Kleiner Döllnsee, characterized by distinct littoral and pelagic habitats, is comparable to a small and shallow structural complex lake. While the isotopic niche width of a small and shallow lake, missing structural complexity, was larger, supposably due to high competition for resources. Indicating lower coupling between littoral and pelagic habitats may occur in fish communities where resources are limited. Overall, the present study supports the theory that complexity is a relevant mechanism driving food webs and needs to be integrated in food web theory to understand ecological systems.

Beck, M. E. (2015). Characterization of the feeding strategies and dietary niche partitioning in a fish community of a small natural lake revealed by stable isotope analyses. Master Thesis, Humboldt-Universität zu Berlin / Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) in Berlin


Veröffentlicht : 2015
Erschienen in : Master Thesis, Humboldt-Universität zu Berlin / Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) in Berlin