Trophic interactions among sympatric zooplanktivorous fish species in volume change conditions in a large, shallow, tropical lake

Significant reductions in the water volume of shallow lakes impose a restriction on species segregation promoting more interactions in the trophic relationships. The diets of three closely related zooplanktivorous silversides belonging to the Atherinopsidae species flock of lake Chapala, Mexico, were analyzed at two sites (Chirostoma jordani, C. labarcae, andC. consocium). Diets were described in critical shallow (August 2000) and volume recovery conditions (August 2005). Diets included mainly cladocerans (Bosmina, Ceriodaphnia, and Daphnia) and copepods (Cyclops). A significant difference in diets was detected when comparing years (MRPP analysis, A = 0.22, p < 0.0001) and sites at different years (MRPP analysis, A = 0.17, p = 0.004). According to niche breadth mean values, species were classified as specialized and intermediate feeders. In shallow conditions, the small range of niche breadth (1.72 to 3.64) and high diet overlap values (D = 0.64, L = 8.62) indicated a high potential for interspecific exploitative interaction. When the lake volume recovered, an increase in the niche breadth range (1.04 to 4.96) and low niche overlap values (D = 0.53, L = 2.32) indicated a reduction of the species interaction. The Mann- Whitney U-test supported this pattern by showing a significant difference between years for niche overlap (p = 0.006). The increased interaction during the low volume suggests alternative segregation in life-history variations and other niche dimensions such as spatial or temporal distribution.

La reducción significativa en el volumen de agua de los lagos someros impone una restricción en la segregación de las especies y promueve una mayor interacción en las relaciones tróficas. Se analizó la dieta de tres especies cercanamente emparentadas de zooplanctívoros pertenecientes al flock de Aterinópsidos del lago de Chapala en dos sitios (Chirostoma jordani, C. labarcae y C. consocium). Las dieta fue descrita en una condición somera crítica (Agosto 2000) y en una condición de recuperación del lago (Agosto 2005). En la dieta se incluyen principalmente cladóceros (Bosmina, Ceriodaphnia y Daphnia) y copépodos (Cyclops). Se detectó una diferencia significativa en la dieta cuando se comparan los años (análisis MRPP, A = 0.22, p < 0.0001) y los sitios en los diferentes años (análisis MRPP, A = 0.17, p = 0.004). De acuerdo a los valores promedio de amplitud de nicho, las especies fueron clasificadas como especialistas y consumidores intermediarios. En condiciones someras, el pequeño intervalo de la amplitud de nicho (1.72 a 3.64) y los altos valores del traslape de nicho (D = 0.64, L = 8.62) indicaron un alto potencial para una interacción explotativa inter-específica. Cuando el lago se recupera en su volumen, un incremento en el intervalo de amplitud de nicho (1.04 a 4.96) y los bajos valores del traslape de nicho (D = 0.53, L = 2.32) indicaron una reducción en la interacción de las especies. La prueba U de Mann-Whitney refuerza este patrón al mostrar una diferencia significativa entre los años para el traslape de nicho (p = 0.006). El incremento en la interacción de las especies durante condiciones de volumen bajo, sugiere una segregación alternativa con variaciones en la historia de vida y en otras dimensiones del nicho como en el caso de la distribución espacial y temporal.

Spatial patterns of zooplanktivore Chirostoma species (Atherinopsidae) during water-level fluctuation in the shallow tropical Lake Chapala, Mexico: seasonal and interannual analysis

This study addresses the influence of water-level fluctuations on fish distribution at two temporal scales: seasonal (dry and rainy) and interannual (low and high volume conditions). The analysis of abundance relationships among three zooplanktivore Chirostoma species at fifteen sites in Lake Chapala, Mexico, revealed the significant influence of contrasting conditions (P=0.0002). Seasonally, segregation was more related to species dominance in the dry season and exclusively related to environmental characteristics in the rainy season. Interanually, biotic influence occurred in the shallowest and the deepest episodes of the lake. Environmental characteristics influenced species distribution when the lake reached 25 percent of its volume. Site, depth, temperature, and salinity were the leading factors influencing fish distribution. These results emphasize the necessity to implement different management strategies according to lake volume, particularly when a critical threshold is reached.

El presente estudio describe la influencia que tiene la fluctuación del nivel del agua en la distribución de los peces a dos diferentes escalas: estacional (estiaje y lluvias) e interanual (condiciones de bajo y alto volumen). El análisis de las relaciones de abundancia entre tres especies zooplanctófagas de Chirostoma en quince sitios del Lago de Chapala, México, reveló una influencia estadísticamente significativa en las condiciones contrastantes (P=0.0002). Estacionalmente, la segregación estuvo más relacionada a la dominancia de las especies en la época de estiaje y exclusivamente relacionada a las características ambientales en la época de lluvias. Interanualmente, la influencia biótica se presenta en los episodios más someros y más profundos del lago. Las características ambientales influenciaron la distribución de las especies cuando el lago alcanzó el 25 por ciento de su volumen. El sitio geográfico, profundidad, temperatura y salinidad fueron los principales factores que influenciaron la distribución de los peces. Estos resultados enfatizan la necesidad de implementar diferentes estrategias de manejo de acuerdo al volumen del lago, particularmente cuando se alcanza un umbral crítico.

Effect of salinity on the oxygen consumption of larvae of the silversides Odontesthes hatcheri and O. bonariensis (Osteichthyes, Atherinopsidae)

Starved larvae of the silversides O. hatcheri (2- and 5-days-old) and Odontesthes bonariensis (5-days-old) were used to compare the oxygen consumption rates at 0, 5, 10, 20 and 30 ppt salinity. Oxygen consumption of O. hatcheri and O. bonariensis was minimal at 0 and 10 ppt, respectively, salinities close to those encountered in areas inhabited by these fishes. In both species, oxygen consumption rates thereafter increased with increasing salinity, and then abruptly decreased at 30 ppt. Lower consumption at extreme salinities might be a result of reduced activity, which in itself was salinity-modulated. Differences in activity may explain the fact that oxygen consumption rates of 5-day-old larvae were higher than 2-day-old larvae, which still possess yolk-sac. In this case, starved larvae incurred in higher metabolic demand due to the continuous swimming in the search for food.

As larvas em inanição de peixe-rei O. hatcheri (2 e 5 dias de idade) e Odontesthes bonariensis (5 dias de idade) foram usadas para comparar as taxas de consumo de oxigênio em salinidades de 0, 5, 10, 20 e 30 ppt. As taxas de consumo de oxigênio de O. hatcheri e O. bonariensis foram mínimas a 0 e 10 ppt, respectivamente, salinidades próximas aquelas encontradas nas áreas onde estes peixes habitam. Em seguida, em ambas as espécies, as taxas de consumo de oxigênio aumentaram com o incremento da salinidade, e abruptamente caíram a 30 ppt. As taxas de consumo mais baixas em salinidades extremas podem ser resultado da atividade reduzida, sendo portanto modulada pela salinidade. Diferenças na atividade possivelmente explicam o fato das taxas de consumo de oxigênio de larvas de 5 dias de idade serem maiores em comparação a larvas de 2 dias, ainda com saco vitelínico. Neste caso, larvas em inanição impõem um maior gasto metabólico devido a natação contínua em busca de alimento.