Trophic structure of a floodplain fish assemblage in the upper Amazon basin, Bolivia / Estructura trófica de un ensamblaje de peces en la cuenca alto-Amazónica, Bolivia

Abstract Amazonian fish assemblages are typically high in species diversity and trophic complexity. Stable isotopes are valuable tools to describe the trophic structure of such assemblages, providing useful information for conservation and ecological management. This study aimed at estimating the relative contribution of the different basal carbon sources to the diet of primary consumer fishes (herbivores and detritivores), and determining the trophic position (TP) of the dominant fishes from each trophic guild (herbivores, detritivores, invertivores and piscivores). For this purpose we analyzed stable isotope ratios of carbon (δ13C) and nitrogen (δ15N) in potential food sources, and muscle tissue of fishes in five oxbow lakes located in the floodplain of River Ichilo, Bolivia. Terrestrial plants and C3 aquatic macrophytes were the major carbon source contributing to the diet of herbivorous fishes, whereas particulate organic matter (POM) contributed more to the diet of detritivore fishes. In general, C4 aquatic macrophytes contributed little to the diet of herbivores and detritivores. However, we found a relatively high contribution of C4 macrophytes (28 %) to the diet of the herbivores Mylossoma duriventre and Schizodon fasciatus. We found a good agreement between our estimated TP values and the trophic group assigned based on diet composition from literature. The herbivore M. duriventre was at the bottom of the food web, being the baseline organism (TP = 2). The remaining primary consumers (herbivores and algivore/detritivores) exhibited relatively high TP values (2.3-2.9), probably due to their opportunistic feeding behavior. Omnivore/invertivore species studied displayed TP values near the 3.0 value expected for secondary consumers. Piscivore fishes were at the top TP, with TP values varying from 3.3 (Serrasalmus spilopleura and Serrasalmus rhombeus) to 3.8 (Pseudoplatystoma fasciatum). The fact that detritivore fishes, the most abundant food source for piscivores, occupy relatively high TPs determines that food chains in these particular Amazonian floodplains are longer than previously thought. Rev. Biol. Trop. 66(3): 1258-1271. Epub 2018 September 01.

Resumen Los ensamblajes de peces amazónicos presentan alta diversidad y complejidad trófica. La descripción de su estructura trófica proporciona información útil para su manejo. Con el fin de estimar la contribución de las fuentes básicas de carbono en la dieta de los consumidores primarios, y determinar la posición trófica (PT) de las especies dominantes de peces de cada gremio, analizamos isótopos estables de carbono (δ13C) y nitrógeno (δ15N) en las fuentes de carbono y en músculo de peces, de la llanura de inundación del río Ichilo. Las plantas terrestres y las macrófitas C3 fueron las mayores fuentes de carbono en la dieta de los peces herbívoros, mientras que la materia orgánica particulada contribuyó más a la dieta de los detritívoros. Las macrófitas C4 contribuyeron poco a la dieta de herbívoros y detritívoros, excepto para Mylossoma duriventre y Schizodon fasciatus, en las que encontramos una contribución relativamente alta (28 %). Encontramos una buena relación entre los valores estimados de PT y el gremio trófico asignado en la literatura. El herbívoro M. duriventre estuvo en la base de la red trófica (PT = 2). Los restantes consumidores primarios mostraron valores de PT relativamente altos (2.3 - 2.9), probablemente debido a sus hábitos alimenticios oportunistas. Las especies omnívoras/invertívoras mostraron valores cercanos a 3. Los peces piscívoros estuvieron en la cima de la red trófica, con PT que variaron entre 3.3 (Serrasalmus spilopleura y Serrasalmus rhombeus) y 3.8 (Pseudoplatystoma fasciatum). Estos datos sugieren que las cadenas tróficas en llanuras de inundación amazónicas, son más largas de lo que se suponía.

Trophic interactions within the microbial food web in a tropical floodplain lake (Laguna Bufeos, Bolivia)

Whether the primary role of bacterioplankton is to act as "remineralizers" of nutrients or as direct nutritional source for higher trophic levels will depend on factors controlling their production and abundance. In tropical lakes, low nutrient concentration is probably the main factor limiting bacterial growth, while grazing by microzooplankton is generally assumed to be the main loss factor for bacteria. Bottom-up and top-down regulation of microbial abundance was studied in six nutrient limitation and dilution gradient-size fractionation in situ experiments. Bacteria, heterotrophic nanoflagellates (HNF), ciliates and rotifers showed relatively low densities. Predation losses of HNF and ciliates accounted for a major part of their daily production, suggesting a top-down regulation of protistan populations by rotifers. Phosphorus was found to be strongly limiting for bacterial growth, whereas no response to enrichment with Nitrogen or DOC was detected. HNF were the major grazers on bacteria (g=0.43 d-1 ), the grazing coefficient increased when ciliates were added (g=0.80 d-1 ) but decreased when rotifers were added (g=0.23 d-1 ) probably due to nutrient recycling or top-down control of HNF and ciliates by rotifers

Que el bacterioplancton juegue básicamente un papel de reciclaje de nutrientes, o sea una fuente directa de nutrientes, depende de varios factores que afectan su producción y abundancia. En los lagos tropicales, la baja concentración de nutrientes es posiblemente el principal factor limitante del crecimiento bacteriano, y suele suponerse que la mayor pérdida poblacional de bacterias se debe a depredación por parte del microzooplancton. Estudiamos la regulación ascendente ("de abajo hacia arriba") y descendente ("de arriba hacia abajo") de abundancia bacteriana mediante seis experimentos in situ de limitación de nutrientes y de fraccionamiento de la dilución tamaño- gradiente. Bacterias, nanoflagelados heterotróficos (NHT), ciliados y rotíferos tienen densidades relativamente bajas. Las pérdidas por depredación de ciliados y de NHT explicaron la mayoría de la producción diaria, lo que sugiere que las poblaciones de protistas son reguladas por los rotíferos de forma descendente. El fósforo resultó ser un limitante fuerte del crecimiento bacteriano, pero no se detectó efecto del enriquecimiento con nitrógeno ni con "DOC". Los NHT fueron los principales depredadores de bacterias (g=0.43 d-1 ). El coeficiente de ramoneo aumentó al agregar los ciliados (g=0.80 d-1 ) pero disminuyó al agregar los rotíferos (g=0.23 d-1 ) probablemente debido a reciclaje de nutrientes o a control descendente de los NHT y ciliados por parte de los rotíferos