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Fatty acid biomarkers: validation of food web and trophic markers using 13C-labelled fatty acids in juvenile sandeel (Ammodytes tobianus)

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Abstract:

A key issue in marine science is parameterizing trophic interactions in marine food webs, thereby developing an understanding of the importance of top-down and bottom-up controls on populations of key trophic players. This study validates the utility of fatty acid food web and trophic markers using 13C-labelled fatty acids to verify the conservative incorporation of fatty acid tracers by juvenile sandeel (Ammodytes tobianus) and assess their uptake, clearance, and metabolic turnover rates. Juvenile sandeel were fed for 16 days in the laboratory on a formulated diet enriched in 13C16:0 followed by 14 days on a formulated diet enriched in 13C18:3(n – 3). An exponential model was employed to estimate the uptake and clearance rates of recovered labelled fatty acids as a function of growth and fatty acid metabolism. The model predicted a faster uptake of 13C18:3(n – 3) than 13C16:0 (0.0353 and 0.0086·day–1, respectively), consistent with a structural role of (n – 3) polyunsaturated fatty acids in cell membranes, whereas saturated fatty acids presumably play a larger metabolic role. Clearance and metabolic rates of assimilated 13C16:0 were estimated as 0.0572 and 0.0211·day–1, respectively. Lack of temporal trends in nonlabelled fatty acids confirmed the conservative incorporation of labelled fatty acids by the fish.

Un problème crucial en science de la mer est la détermination des paramètres des interactions trophiques dans les réseaux alimentaires marins afin d'obtenir une compréhension de l'importance des contrôles descendants et ascendants sur les populations des groupes trophiques principaux. Notre étude confirme l'utilité des acides gras comme marqueurs du réseau alimentaire et comme marqueurs trophiques: nous avons utilisé des acides gras marqués au 13C pour vérifier l'incorporation conservatrice des acides gras utilisés comme traceurs chez des jeunes lançons (Ammodytes tobianus) et évaluer leurs taux d'accumulation, de clearance et de remplacement métabolique. Nous avons nourri des jeunes lançons en laboratoire pendant 16 jours avec un régime élaboré enrichi en 13C16:0, suivi d'un régime élaboré enrichi en 13C18:3(n – 3) pendant 14 jours. Un modèle exponentiel nous a permis d'estimer les taux d'accumulation et de clearance des acides gras marqués récupérés en fonction de la croissance et du métabolisme des acides gras. Le modèle prédit une accumulation plus rapide de 13C18:3(n – 3) que de 13C16:0 (respectivement, 0,0353 et 0,0086·jour–1), ce qui est en accord avec le rôle des acides gras polyinsaturés (n – 3) dans les membranes cellulaires, alors que les acides gras saturés jouent sans doute un rôle métabolique plus étendu. Nous estimons la clearance du 13C16:0 assimilé à 0,0572·jour–1 et son taux métabolique à 0,0211·jour–1. L'absence de tendances temporelles des acides gras non marqués confirme l'incorporation conservatrice des acides gras marqués par les poissons.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2004-09-01

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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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