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Variable uptake and elimination of stable nitrogen isotopes between tissues in fish

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We conducted a diet-switching experiment using freshwater ocellate river stingrays (Potamotrygon motoro) fed a novel earthworm (Eisenia foetida) diet to establish the relative contributions of growth and metabolism to 15N values in an elasmobranch species. We specifically controlled for the potential effects of protein composition of experimental diets on 15N turnover to determine whether 15N turnover after a low to high 15N diet switch (uptake) and a high to low 15N diet switch (elimination) will occur at the same rate within each consumer tissue. Our results showed that the turnover of 15N from metabolism and growth differed between uptake and elimination phases in the liver, blood, cartilage, and muscle of freshwater stingrays. During uptake, liver was found to track dietary 15N more closely than the other tissues, with the highest metabolic turnover rate of 15N (0.015 day–1), whereas cartilage had the slowest rate of metabolic 15N turnover (0.0022 day–1) relative to a constant rate of growth among tissues (0.003 day–1). We propose that estimates of trophic position from muscle sampling alone have considerable uncertainty, particularly for scavenging or omnivorous species. We suggest that multitissue sampling can identify this problem and lead to a more robust evaluation of trophic dynamics for individual species.

Nous avons mené une expérience de changement de régime alimentaire chez la pastenague d'eau douce ocellée (Potamotrygon motoro) nourrie d'un régime inusité de vers de terre (Eisenia foetida) afin d'établir les contributions relatives de la croissance et du métabolisme aux valeurs de 15N chez une espèce d'élasmobranches. Nous avons tenu compte de façon particulière des effets potentiels de la composition protéinique des régimes alimentaires expérimentaux sur le taux de remplacement de 15N afin de déterminer si le taux de remplacement de 15N est le même après un changement d'un régime de 15N bas à élevé (accumulation) et un changement d'un régime de 15N élevé à bas (élimination) dans chacun des tissus du consommateur. Nos résultats montrent que les taux de remplacement de 15N à partir du métabolisme et de la croissance diffèrent durant les phases d'accumulation et d'élimination dans le foie, le sang, le cartilage et le muscle chez les pastenagues d'eau douce ocellées. Durant l'accumulation, les valeurs mesurées dans le foie suivent de plus près le 15N alimentaire que celles des autres tissus, avec le taux de remplacement métabolique de 15N le plus élevé (0,015 jour–1), alors que le cartilage a le taux de remplacement de 15N (0,0022 jour–1) le plus lent relativement à un taux constant de croissance des tissus (0,003 jour–1). Nous croyons que les estimations du rang trophique faites à partir d'un échantillonnage des muscles seuls comportent beaucoup d'incertitude, particulièrement chez les espèces détritivores ou omnivores. Nous suggérons d'échantillonner plusieurs tissus pour tenir compte de ce problème et pour obtenir une évaluation plus robuste de la trophodynamique des espèces individuelles.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: February 1, 2006

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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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