Species identity and aqueous calcium concentrations as determinants of calcium concentrations of freshwater crustacean zooplankton

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Abstract:

Calcium (Ca) is a major component of the crustacean zooplankton carapace. As crustacean zooplankton obtain most of their Ca from lake water, taxa with high Ca demands may be negatively affected if environmental Ca concentrations fall below thresholds necessary for adequate Ca uptake rates. Currently, Ca concentrations are falling in many soft-water lakes with a history of acid deposition, both within Canada and globally. Hence, there is a need to identify species with high Ca demands. We analyzed Ca concentrations of eight crustacean zooplankton taxa from nine lakes spanning a 0.4–35 mg·L–1 Ca gradient. Our objectives were to determine (i) if both species identity and lake Ca concentrations are determinants of zooplankton Ca concentration and (ii) if zooplankton Ca concentration varies seasonally. Large differences in Ca concentrations were observed among taxa. Levels in Daphnia sp. ranged from 2% to 8% of dry body weight, whereas levels in copepods and non-daphniid cladocera were much lower at 0.2%–0.4%. Seasonal variation in zooplankton Ca concentration was negligible, but positive correlations with lake Ca concentration were detected, with up to twofold differences in Ca concentration between lakes in three of the eight species. Species identity was the most important determinant of crustacean zooplankton Ca concentration.

Le calcium (Ca) est une composante majeure de la carapace des crustacés planctoniques. Comme les crustacés du zooplancton obtiennent la majorité de leur Ca de l'eau du lac, les taxons qui ont des besoins élevés en Ca peuvent être affectés négativement si les concentrations de Ca du milieu tombent sous les seuils requis pour des taux adéquats d'assimilation de Ca. À présent, les concentrations de Ca diminuent dans plusieurs lacs d'eau à faible dureté qui ont été affectés par les précipitations acides, tant au Canada qu'ailleurs dans le monde. Il est donc nécessaire d'identifier les espèces à besoins élevés en Ca. Nous avons dosé les concentrations de Ca dans huit taxons de crustacés provenant de neuf lacs formant un gradient de 0,4 à 35 mg·L–1 de Ca. Nos objectifs sont d'établir (i) si l'identité spécifique et la concentration lacustre de Ca sont toutes deux des facteurs déterminants de la concentration de Ca du zooplancton et (ii) si les concentrations de Ca varient en fonction de la saison. Il existe de fortes différences entre les concentrations de Ca en fonction des taxons. Les concentrations chez Daphnia sp. varient de 2 à 8 % de la masse corporelle sèche, alors que celles des copépodes et des cladocères à l'exclusion des daphniidés sont plus basses à 0,2 à 0,4 %. La variation saisonnière du Ca dans le zooplancton est négligeable, mais on peut déceler des corrélations positives avec la concentration de Ca du lac, avec des différences de l'ordre de jusqu'à deux fois entre les lacs chez trois des huit espèces. L'identité spécifique est le facteur déterminant le plus important de la concentration de Ca chez les crustacés zooplancton.

[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2006

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