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Diary of a bluegill (Lepomis macrochirus): daily 13C and 18O records in otoliths by ion microprobe

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Abstract:

Otoliths provide information about an individual fish’s environment at ecologically relevant time scales. We used ion microprobe analysis to produce high-resolution 13C and 18O time series from two age-4 bluegill (Lepomis macrochirus) otoliths, which provided insight into fish behavior and otolith fractionation processes. Scanning electron microscope images revealed 13C and 18O pit diameters of 10 and 15 µm, respectively, corresponding to 1–5 and 2–9 daily increments during rapid otolith growth and 6–9 and 12–25 increments near annual otolith growth checks. Spot-to-spot reproducibility (1 SD) of the calcite standards was <0.2‰ for 18O and <0.4‰ for 13C and was small enough to resolve a change in a fish’s ambient temperature of approximately 1 °C. A whole-lake 13C addition experiment elevated the 13C of the lake’s dissolved inorganic carbon for 56 days during the summer of 2005. Mixing model results indicated that the proportion of dietary carbon in otoliths (M) was similar for both fish (BLG-3, M = 0.45; BLG-12, M = 0.35), but the relation between M and proxies of metabolic rate differed between fish. Otolith stable isotope analysis by ion microprobe can reveal the environmental history of an individual fish and contribute to our understanding of processes that influence isotope ratio fractionation in otoliths.

Les otolithes fournissent des renseignements sur le milieu environnant de poissons individuels à des échelles temporelles qui sont d’intérêt écologique. Nous faisons une analyse à l’aide d’une microsonde ionique qui produit une série chronologique de haute résolution des valeurs de 13C et de 18O dans deux otolithes de crapets arlequins (Lepomis macrochirus) d’âge 4, ce qui ouvre des perspectives sur le comportement de ces poissons et sur les processus de fractionation dans les otolithes. Des images au microscope électronique à balayage montrent des diamètres des fosses de 13C et de 18O respectifs de 10 et de 15 µm, ce qui correspond à 1–5 et à 2–9 incréments par jour durant la croissance rapide des otolithes et à 6–9 et à 12–25 incréments près des marques annuelles de croissance de l’otolithe. La reproductibilité d’un point à un autre (1 ET) des standards de calcite est de < 0,2 ‰ pour 18O et < 0,4 ‰ pour 13C, donc assez précise pour permettre de reconnaître un changement d’environ 1 °C dans la température ambiante du poisson. Une addition expérimentale de 13C à l’échelle du lac entier a augmenté le 13C du carbone inorganique dissous du lac pendant 56 jours pendant l’été de 2005. Les résultats d’un modèle de mélange indiquent que la proportion de carbone d’origine alimentaire dans les otolithes (M) est semblable chez les deux poissons (BLG-3, M = 0,45; BLG-12, M = 0,35), mais que la relation entre M et les variables de remplacement du taux métabolique est différente chez ces deux individus. L’analyse des isotopes stables de l’otolithe par microsonde ionique peut ainsi révéler le passé environnemental d’un poisson individuel et contribuer à la compréhension des processus qui affectent la fractionation des rapports isotopiques dans les otolithes. [Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2007

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