Изследователски статии

  • Пълен член
  • Цифри и данни
  • Препратки
  • Цитати
  • Метрика
  • Лицензиране
  • Препечатки и разрешения
  • PDF

РЕЗЮМЕ

Въведение

Антарктическите крайбрежни рибни съобщества са съставени от видове, които не се срещат другаде по света (Knox 2006). Тези общности са изолирани и са структурно и функционално резултат от милиони години на съвместна адаптация и коеволюция сред рибните видове (Eastman 2005). Настоящите промени в климата, заедно с въздействията, свързани с човешките дейности, застрашават равновесието и стабилността на антарктическите екосистеми. За да се оценят ефектите на човешката дейност върху тези екосистеми, е от съществено значение да се знае тяхната структура и динамика (Heath et al. 2012). Изучаването на растежа, размножаването и хранителните навици на антарктическите риби е необходимо, за да се разбере тяхната биология и екология, както и връзката им с други компоненти в морската екосистема на Антарктика (Kock et al. 2012).

статия

Крайбрежната антарктическа рибна фауна е доминирана от силно ендемични видове от семейство Nototheniidae. Тези видове имат долен начин на живот като възрастни, но се развиват от пелагични ларви (Eastman 2005). Като цяло нототениидите заемат междинни хранителни позиции в Южния океан (Kock et al. 2012) и са разработили няколко стратегии за хранене, за да използват различни хранителни ресурси в различни местообитания (Targett 1981; Fanta & Meyer 1998). Те се хранят както с бентосни, така и с епибентозни безгръбначни и са уловени от други риби, тюлени и птици (La Mesa et al. 2004). За да се определи ролята на нототенидите в морската екосистема на Антарктика е от съществено значение да се разбере енергийният поток в нейната хранителна мрежа (Barrera-Oro 2003).

Материали и методи

Публикувано онлайн:

Таблица 1. Подробности за риболовните тегления, извършени извън SSI и AP.

Публикувано онлайн:

Фигура 1. Област за вземане на проби, включително SSI и AP. Черните точки представляват станциите, където се извършват риболовни тегления.

Фигура 1. Област за вземане на проби, включително SSI и AP. Черните точки представляват станциите, където се извършват риболовни тегления.

Публикувано онлайн:

Фигура 2. Разпределения по дължина и честота на 247 индивида от Lepidonotothen предлагафрон със съдържание на стомаха от SSI и AP.

Фигура 2. Разпределения по дължина и честота на 247 индивида от Lepidonotothen предлагафрон със съдържание на стомаха от SSI и AP.

Индексът на празнотата (АзV) и индекса на препълване на стомаха (АзSR) бяха изчислени за всяка област на вземане на проби. The АзV се изчислява като: (брой празни стомаси/общ брой изследвани стомаси) × 100 (Molinero & Flos 1992). АзSR се изчислява като: (Wе /W) × 100, където W е теглото на рибата и Wf е погълнатото тегло на храната (Okach & Dadzie 1988). A т-беше приложен тест за анализ на разликите между АзSR от SSI и AP.

Плячката е идентифицирана до възможно най-ниското таксономично ниво според Boltovskoy (1999) и всеки предмет на плячка е преброен и претеглен (± 0,01 g). Значението на всяка плячка е изчислено с индекса на относителна важност (АзRI) от уравнението АзRI = %О × (%Н + % W), където % O е честотата на поява, %Н е процент по брой и % W е процент от мокрото тегло (Pinkas et al. 1971; Hyslop 1980). АзПо този начин стойностите на RI бяха стандартизирани до 100% (% IRI) (Cortés 1997). За статистическите анализи предметите от плячка бяха групирани в основни таксономични групи.

Онтогенетичните и свързани с области промени в диетата бяха оценени с помощта на многовариатен анализ на броя и теглото на основните консумирани категории плячка. Неметрично многомерно мащабиране на мерките за сходство на Брей-Къртис (Zuur et al. 2007) беше извършено, за да се подредят рибите в двуизмерна равнина в съответствие с тяхната диета. Относителните и интерактивни ефекти на онтогенетичния етап и зони бяха тествани от двупосочен NP-MANOVA, използвайки разстояния на Bray – Curtis с 10 000 пермутации на матрицата с данни (Anderson 2001). Ако се открият значителни разлики, се правят последващи двойни сравнения (Anderson 2001). Всички статистически анализи бяха извършени с помощта на R статистически софтуер (R Development Core Team 2012).

Стратегия за хранене, принос на ширината на нишата и доминиране на всяка категория плячка в диетата на L. nudifrons бяха оценени с модификация на графичния метод на Costello (Costello 1990; Amundsen et al. 1996). В графичния метод изобилието, специфично за плячката (% P) се начертава спрямо честотата на поява (% O), предоставяща двумерна диаграма (Amundsen et al. 1996). Броят на всеки таксон на плячката е използван за изчисляване % P: (1)

където P е специфичното за плячката изобилие, Ай е изобилието от плячка i в съдържанието на стомаха и В е общото изобилие на плячка, като се вземат предвид само онези хищници, в които плячката i настъпва. В съответствие с Amundsen et al. (1996), значението на плячката е представено от диагоналния набор от долния ляв до горния десен ъгъл, с доминираща плячка в горния и рядката плячка в долния край. Плячка, разположена в горния десен ъгъл на диаграмата, ще означава тясна широчина на ниша (т.е. специализиран хищник), но ако повечето точки на плячка са разположени по или под диагонала, ширината на трофичната ниша ще бъде широка (т.е. хищник от общ характер). Плячка, разположена в горния ляв ъгъл на графиката, показва специализирани отделни хищници, докато плячка в долния десен ъгъл се яде от време на време от повечето индивиди в популацията (фиг. 3). Този графичен метод е извършен за всяка област и онтогенетичен етап.

Публикувано онлайн:

Фигура 3. Обяснителна схема за тълкуване на стратегията за хранене, приносът на ширината на нишата и значението на предметите на плячката. ISP: индивидуална специализация на хищници; PESP: индивиди от населението, които ядат няколко различни предмета на плячка. Променено от Amundsen et al. (1996).

Фигура 3. Обяснителна диаграма за интерпретация на стратегията за хранене, приносът на ширината на нишата и значението на предметите на плячката. ISP: индивидуална специализация на хищници; PESP: индивиди от населението, които ядат няколко различни предмета на плячка. Променено от Amundsen et al. (1996).

TR на L. nudifrons, е изчислена за цялата популация, размерния клас и площта за вземане на проби, според Cortés (1999), като: (2)

където TRj е TR на всеки предмет на плячка и Pj е делът на всяка плячка в рибната диета. The TRj стойности за всеки предмет на плячка са получени от Cortés (1999), Pauly et al. (2000) и Ebert and Bizzarro (2007) (Таблица 2). ANOVA беше използван за изследване на TR разликите и бяха направени последващи двойни сравнения с честен тест за значителна разлика на Tukey (Zar 2010).

Публикувано онлайн:

Таблица 2. TRj на Lepidonotothen предлагафронs плячка елементи.

Резултати

Индексът на празнота на L. nudifrons е относително ниска и в двете области, като съответно е 7,65 и 9,71% от SSI и AP. Индексът на препълване на стомаха е умерен, 1,58 ± 0,95 от SSI и 1,69 ± 1,02 от AP, и не са установени значителни разлики между тях (т = 0,778, стр стойност = 0,437). Диетичен състав на L. nudifrons показа по-висок брой жертви в SSI, отколкото в AP, давайки съответно 26 и 20 жертви таксони. Най-важните зоологични категории в двете области са амфиподи, изоподи, копеподи, полихети и евфазииди (Таблица 3). Някои от основните предмети на плячката показват значителни различия между областите и онтогенетичните етапи. В SSI най-важните елементи на плячка в диетата на непълнолетните са каланоидни копеподи, последвани от изопода Серолис sp., полихети и амфиподи, докато при диетата на възрастни амфиподите и изоподите показват най-голямо значение, следвани от евфазиидите и полихетите. За разлика от AP, за разлика от това, основните хранителни продукти в диетата на непълнолетните са амфиподи и циклопоидни копеподи, докато при възрастни евфазидът Euphausia superba показаха по-голямо значение, последвани от амфиподи, полихети и изоподи (Таблица 3).

Публикувано онлайн:

Таблица 3. Състав на диетата за младежи и възрастни на Lepidonotothen предлагафронs, уловени от SSI и AP, показани като брой лица (н), процентна честота на поява (% O), процент по брой (%Н), процент от мокро тегло (% W) и процентен индекс с относителна важност (%АзRI).

Въз основа на численото изобилие от категории плячка, индивидите от L. nudifrons показа ясно разделение между онтогенетичните етапи, но няма ясна тенденция между областите. Непълнолетните от всяка област са сегрегирани, докато възрастните се припокриват помежду си (фиг. 4). Тестът NP-MANOVA (както за брой, така и за тегло) показа взаимодействие между онтогенетичните етапи и зони, където само младите показват значителни разлики в диетата си (Таблица 4).

Публикувано онлайн:

Таблица 4. Резултати от NP-MANOVA за тестване на ефекта от онтогенетичния стадий (младежи, възрастни) и площта върху броя и теглото на основните жертви (Polychaeta, Copepoda, Amphipoda, Isopoda и Euphausiacea) на Lepidonotothen nudifrons.

Публикувано онлайн:

Фигура 4. Непараметрично многомерно мащабиране на Lepidonotothen nudifrons проби, базирани на анализ на съдържанието на стомаха, с наслагване както на области, така и на онтогенетични етапи.

Фигура 4. Непараметрично многомерно мащабиране на Lepidonotothen nudifrons проби, базирани на анализ на съдържанието на стомаха, с наслагване както на области, така и на онтогенетични етапи.

Стратегията за хранене на L. nudifrons изглежда както универсален (за плячка, позиционирана в долната част на диаграмата), така и специалист (за плячка, позиционирана в горната част на диаграмата). Като се има предвид общото население и в двете области, голямото специфично изобилие на плячка и ниската честота на копеподите, амфиподите и евфазиите показва висок компонент между фенотипите, като различни отделни групи разчитат на малък брой жертви, различни за всяка група (фиг. . 5а, б). Въпреки това, когато онтогенетичните етапи и областите за вземане на проби се разглеждат отделно, L. nudifrons показа по-смесена стратегия, варираща между хищници, специализирани за една плячка, и няколко индивида от популацията, които ядат няколко различни вида плячка. В диетата на младежите амфиподите и копеподите са доминиращи елементи на плячката; обаче е открит различен модел в честотата на тези плячки от всяка област. Амфиподите се консумират по-често извън AP, отколкото извън SSI, а изоподите се консумират по-често извън SSI, отколкото извън AP (фиг. 5в). Диетата на възрастните и в двете области е доминирана от евфазииди и амфиподи (фиг. 5д и 5е).

Публикувано онлайн:

Фигура 5. Стратегия за хранене и значение на плячката в диетата на Lepidonotothen предлагафрон със съдържание на стомаха от SSI и AP.

Фигура 5. Стратегия за хранене и значение на плячката в диетата на Lepidonotothen предлагафрон със съдържание на стомаха от SSI и AP.

TR за общото население на L. nudifrons е 3,34 ± 0,03. Установени са онтогенетични разлики при TR (ANOVA F стойност = 2130; df = 3 и 396; стр стойност = 0,0002), като се посочва увеличаване на TR с размер на рибите (TR за младежи = 3,22 ± 0,01; възрастни´ TR = 3,51 ± 0,01; т = 84,79, стр стойност 1982), Южна Джорджия и Южните Оркнейски острови (Targett 1981). Ниското АзV и умерената АзSR на L. nudifrons наблюдавани през SSI и AP през лятото са в съгласие с тези, споменати за L. larseni в същата област на изследване (Curcio et al. 2014), за L. squamifrons в Южна Джорджия (Gregory et al. 2014) и другаде за други нототениоиди (Bushula et al. 2005; Barrera-Oro & Winter 2008; Moreira et al. 2014).

TR, оценен в настоящото проучване за L. nudifrons (TR = 3.34) позволи този вид да бъде характеризиран като вторичен консуматор (TR 2002). Въпреки че в настоящото проучване е установено увеличение на TR, свързано с онтогенетичния стадий, непълнолетните и възрастните са вторични консуматори. За съжаление, липсата на предишни данни за TR на L. nudifrons, и други сродни видове, предотвратява сравненията между тях. По-нататъшните проучвания трябва да насочат вниманието към оценката на TR през онтогенезата на други видове Lepidonotothen с цел да се даде нова представа за екологичната роля на всеки онтогенетичен етап в дънните хранителни мрежи на Антарктическата зона.

Таблица 1. Подробности за риболовните тегления, извършени извън SSI и AP.