Intra-lake stable isotope ratio variation in selected fish species and their possible carbon sources in Lake Kyoga (Uganda): implications for aquatic food web studies

摘要

The stable isotopes of nitrogen (δ15N) and carbon (δ13C) provide powerful tools for quantifying trophic relationships and carbon flow to consumers in food webs; however, the isotopic signatures of organisms vary within a lake. Assessment of carbon and nitrogen isotopic signatures in a suite of plants, invertebrates, and fishes in Lake Kyoga, indicated significant variation between two sites for δ13C (paired t = 6.305; df = 14, P  0.001 and δ15N paired t = 1.292; df = 14; P  0.05). The fish fauna in Bukungu was generally more 13C enriched (mean δ13C = –16.37 ± 1.64‰) than in Iyingo (mean δ13C = –20.80 ± 2.41‰) but more δ15N depleted (mean δ15N = 5.57 ± 0.71‰) than in Iyingo (mean δ15N = 6.92 ± 0.83‰). The simultaneous shifts in phytoplankton and consumer signatures confirmed phytoplankton as the major source of carbon for the food chain leading to fish. Limited sampling coverage within lakes may affect lake wide stable isotope signatures, and the same error is transferred into trophic position estimation. Consideration of potential intra-lake spatial variability in isotope ratios and size is essential in evaluating the spatial and trophic structure of fish assemblages.RésuméLes isotopes stables d’azote (δ15N) et de carbone (δ13C) sont des outils intéressants pour quantifier les relations trophiques et le flux de carbone vers les consommateurs de chaînes alimentaires; cependant, la signature isotopique des organismes varie au sein d’un même lac. L’évaluation des signatures isotopiques du carbone et de l’azote dans une suite de plantes, d’invertébrés et de poissons du lac Kyoga indiquait une variation significative entre deux sites pour δ13C (test t apparié = 6.305; df = 14; P  0.05). La faune piscicole de Bukungu était généralement plus enrichie en δ13C (moyenne de δ13C = –16.37 ± 1.64‰) qu’à Iyingo (moyenne de δ13C = –20.80 ± 2.41‰) mais plus dépourvue de δ15N (moyenne de δ15N = 5.57 ± 0.71‰) qu’Inyingo (moyenne de δ15N = 6.92 ± 0.83‰). Les glissements simultanés des signatures du phytoplancton et des consommateurs confirmaient que le phytoplancton est la source principale de carbone de la chaîne alimentaire qui aboutit aux poissons. Une couverture limitée de l’échantillonnage dans les lacs peut affecter la signature des isotopes stables de tout le lac, et cette même erreur est reportée dans l’estimation de la situation trophique. Il est essentiel de tenir compte de la variabilité spatiale possible des taux et de la taille des isotopes dans les lacs lorsque l’on évalue la structure spatiale et trophique des assemblages de poissons.