A comparison of pre-industrial and present-day changes in Bosmina and Daphnia size structure from soft-water Ontario lakes

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Abstract:

Understanding the long-term controls on cladoceran size structure has important implications for aquatic ecosystems. Although there has been considerable interest in zooplankton size trends for Canadian Shield lakes, data are not available for zooplankton size structure prior to the period of anthropogenic disturbances. Here, we present pre- and post-impact size data for the common pelagic cladocerans Bosmina and Daphnia for 44 well-studied Shield lakes in south-central Ontario (Canada). We show that Daphnia were larger and that the length of Bosmina body appendages (mucrones and antennules) was longer in pre-industrial times than they are today. The reduction in Bosmina appendage length we observed may suggest a reduction in copepod predation pressure since pre-industrial times. Reduced maximum body size in Daphnia is a predicted response to a warming climate in north temperate lakes; however, we suggest that alternate explanations, specifically acidification and subsequent recovery following emission reductions, should also be explored as the primary drivers of Daphnia size changes in this lake set. Overall, our results highlight the importance of pre-impact data for understanding the long-term controls on cladoceran body size from pre-1850 to present.

La compréhension des facteurs qui contrôlent à long terme la structure en taille des cladocères peut avoir des incidences importantes sur l’étude des écosystèmes aquatiques. Bien que l’on se soit beaucoup intéressé aux tendances dans la taille du zooplancton dans les lacs du Bouclier canadien, il n’existe pas de données sur la structure en taille du zooplancton pour la période antérieure aux perturbations anthropiques. Nous présentons ici des données d’avant et d’après l’impact sur les cladocères pélagiques communs Bosmina et Daphnia dans 44 lacs bien étudiés du bouclier dans le centre-sud de l’Ontario (Canada). Nous montrons que les Daphnia étaient plus grands et que la longueur des appendices corporels (mucrons et antennules) des Bosmina étaient plus importante durant la période préindustrielle qu’actuellement. La réduction de la longueur des appendices des Bosmina que nous observons peut laisser croire à une réduction de la pression de prédation de la part des copépodes depuis la période préindustrielle. La réduction de la taille maximale chez Daphnia est une réaction prédite au réchauffement climatique dans les lacs tempérés boréaux; cependant, nous suggérons que des explications de rechange, en particulier l’acidification et le rétablissement qui a suivi la réduction des émissions, devraient aussi être explorées comme facteurs explicatifs principaux des changements de taille des Daphnia dans cet ensemble de lacs. Globalement, nos résultats soulignent l’intérêt des données d’avant l’impact pour comprendre les facteurs qui contrôlent à long terme la taille corporelle des cladocères d’avant 1850 jusqu’à aujourd’hui.

Document Type: Research Article

Publication date: April 1, 2010

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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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