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A trophic study of a marine ecosystem off southeastern Australia using stable isotopes of carbon and nitrogen

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Abstract:

The stable isotopes of carbon and nitrogen were used to investigate trophic relationships of fish and invertebrates on the continental shelf of southeastern Australia. We examined 87 fish species, marine mammals, penguins, invertebrates, algal samples, suspended particulate organic matter (POM), and sediments. The main source of primary production is oceanic phytoplankton, although there is evidence of a seagrass contribution to the benthos. Marine mammals, penguins, some benthic invertebrates, and some benthic fish filled the highest trophic positions. Sources of variability in isotope results included temporal (POM, some fish) and spatial (POM, sediments) elements, bottom depth (some fish), and size (some fish). Fish had muscle 15N values of 9.6‰ to 14.7‰ and 13C values of –20.6‰ to –14.6‰. Cluster analysis on fish stable isotope results produced fish groups that could be interpreted with trophic and habitat information. Trophic relationships in fish, suggested by stable isotope results, were supported by stomach contents analysis. Stable isotope results may indicate more representative trophic relationships, as stomach contents analyses tend to group prey by taxon rather than by trophodynamic position. In fish and invertebrates, stable isotope results related more to functional patterns of feeding than to taxonomic relationships.

L'utilisation des isotopes stables de carbone et d'azote nous a permis d'étudier les relations trophiques des poissons et des invertébrés sur le plateau continental au large de la côte sud-est de l'Australie. Nous avons analysé 87 espèces de poissons, des mammifères marins, des manchots, des invertébrés, des échantillons d'algues, de la matière organique particulaire (POM) en suspension et des sédiments. La source principale de production primaire est le phytoplancton océanique, bien qu'il y ait des indices d'une contribution des herbes marines au benthos. Les mammifères marins, les manchots et quelques invertébrés et poissons benthiques représentent les échelons trophiques supérieurs. La variabilité des résultats obtenus à l'aide des isotopes est attribuable, entre autres, à des facteurs temporels (POM, certains poissons), à des facteurs spatiaux (POM, sédiments), à la profondeur du fond (quelques poissons) et la taille (quelques poissons). Chez les poissons, les valeurs de 15N varient de 9,6 ‰ à 14,7 ‰ et celles de 13C de –20,6 ‰ à –14,6 ‰. Des analyses de groupement des résultats obtenus génèrent des groupes de poissons qui peuvent s'interpréter à l'aide de données sur le régime alimentaire et l'habitat. Les relations trophiques des poissons révélées par l'étude des isotopes stables correspondent à celles obtenues par l'analyse des contenus stomacaux. L'étude des isotopes stables peut fournir des informations plus précises sur les relations trophiques, car l'analyse des contenus stomacaux a tendance à regrouper les proies par catégorie taxonomique plutôt que par position trophodynamique. Chez les poissons et les invertébrés, les résultats obtenus à l'aide des isotopes stables correspondent plus aux patterns alimentaires fonctionnels qu'aux relations taxonomiques.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: March 1, 2002

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  • Published continuously since 1901 (under various titles), this monthly journal is the primary publishing vehicle for the multidisciplinary field of aquatic sciences. It publishes perspectives (syntheses, critiques, and re-evaluations), discussions (comments and replies), articles, and rapid communications, relating to current research on cells, organisms, populations, ecosystems, or processes that affect aquatic systems. The journal seeks to amplify, modify, question, or redirect accumulated knowledge in the field of fisheries and aquatic science. Occasional supplements are dedicated to single topics or to proceedings of international symposia.
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