Tracing salmon nutrients in riparian food webs: isotopic evidence in a ground-foraging passerine

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Abstract:

The predictable annual spawning of anadromous salmon (genus Oncorhynchus Suckley, 1861) provides an important marine resource subsidy to terrestrial species throughout the North Pacific. Using isotopic ratios of nitrogen (15N) and carbon (13C), we examine pathways of salmon nutrient uptake by a ground-foraging passerine, the winter wren (Troglodytes troglodytes (L., 1758)), captured above and below waterfall barriers to salmon migration from two rivers on the central coast of British Columbia. Wren feathers exhibited substantial variation in 15N (range = 18.6‰) and 13C (range =7.9‰), approximating the isotopic range of invertebrates sampled at our study sites. Mean 15N values of feathers and feces representing the fall diet of winter wrens were enriched by 4.8‰ and 8.0‰, respectively, below versus above the waterfall barriers. We observed positive relationships between 15N and 13C in fall-grown feathers and fecal samples below the falls but not above the falls, and large positive shifts (as high as 14.3‰) in 15N from summer to fall within individual birds. The large isotopic variation observed in this system likely can be explained by the mobility of wrens, isotopic variation in their prey, and individual variation in the consumption of fly larvae from salmon carcasses. Our results identify both direct and indirect pathways by which salmon-derived nutrients are cycled into top-level consumers.

La fraie annuelle prévisible des saumons anadromes (le genre Oncorhynchus Suckley, 1861) représente un apport marin important de ressources aux espèces terrestres dans toute la région du Pacifique Nord. Les rapports isotopiques d’azote (15N) et de carbone (13C) nous ont servi à examiner les voies d’introduction des nutriments provenant des saumons chez des passereaux qui se nourrissent au sol, des troglodytes mignons (Troglodytes troglodytes (L., 1758)), capturés en amont et en aval de chutes formant des barrières à la migration des saumons dans deux rivières de la côte centrale de la Colombie-Britannique. Les plumes des troglodytes affichent des variations importantes de 15N (étendue = 18,6 ‰) et de 13C (étendue = 7,9 ‰) qui s’approchent de l’étendue des variations isotopiques des invertébrés échantillonnés sur nos sites d’étude. Les valeurs moyennes de 15N des plumes et des fèces représentant le régime alimentaire des troglodytes mignons en automne en aval des chutes se sont enrichies respectivement de 4,8 ‰ et de 8,0 ‰ par comparaison aux valeurs en amont des barrières formées par les chutes. Il existe des relations positives entre 15N et 13C dans les plumes élaborées à l’automne et dans les fèces en aval, mais non en amont des chutes; il se produit aussi de forts accroissements des valeurs de 15N (pouvant atteindre 14,3 ‰) de l’été à l’automne chez un même oiseau. L’importante variation isotopique observée dans ce système peut vraisemblablement s’expliquer par la mobilité des troglodytes, par la variation isotopique de leurs proies et la variation individuelle de consommation de larves de mouches provenant de carcasses de saumons. Nos résultats identifient à la fois des voies directes et indirectes par lesquelles les nutriments dérivés des saumons sont recyclés vers les consommateurs de niveau supérieur.

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2008

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