Discrimination of cultivation modes of Dendrobium nobile based on content of mineral elements and ratios of nitrogen stable isotopes / 中国中药杂志

This study explored the feasibility of mineral element content and ratios of nitrogen isotopes to discriminate the cultivation mode of Dendrobium nobile in order to provide theoretical support for the discrimination of the cultivation mode of D. nobile. The content of 11 mineral elements(N, K, Ca, P, Mg, Na, Fe, Cu, Zn, Mn, and B) and nitrogen isotope ratios in D. nobile and its substrate samples in three cultivation methods(greenhouse cultivation, tree-attached cultivation, and stone-attached cultivation) were determined. According to the analysis of variance, principal component analysis, and stepwise discriminant analysis, the samples of different cultivation types were classified. The results showed that the nitrogen isotope ratios and the content of elements except for Zn were significantly different among different cultivation types of D. nobile(P<0.05). The results of correlation analysis showed that the nitrogen isotope ratios, mineral element content, and effective component content in D. nobile were correlated with the nitrogen isotope ratio and mineral element content in the corresponding substrate samples to varying degrees. Principal component analysis can preliminarily classify the samples of D. nobile, but some samples overlapped. Through stepwise discriminant analysis, six indicators, including δ~(15)N, K, Cu, P, Na, and Ca, were screened out, which could be used to establish the discriminant model of D. nobile cultivation methods, and the overall correct discrimination rates after back-substitution test, cross-check, and external validation were all 100%. Therefore, nitrogen isotope ratios and mineral element fingerprints combined with multivariate statistical analysis could effectively discriminate the cultivation types of D. nobile. The results of this study provide a new method for the identification of the cultivation type and production area of D. nobile and an experimental basis for the quality evaluation and quality control of D. nobile.

Variation in the isotopic composition of striped weakfish Cynoscion guatucupa of the Southwest Atlantic Ocean in response to dietary shifts / Variação na composição isotópica do Cynoscion guatucupa no Oceano Atlântico Sul

Abstract The aim of this study was to analyze the isotopic composition in muscle of striped weakfish Cynoscion guatucupa from Southwest Atlantic Ocean in order to evaluate a possible variation in δ13C and δ15N in response to dietary shifts that occur as animals grow. We also explored for isotopic evidence of differences between sample locations. The results showed an agreement between isotope analysis and previous conventional studies. Differences in the isotope composition between sampling location were not observed. A positive relation exists between isotope values and total body length of the animals. The Cluster analysis defined three groups of size classes, validated by the MDS. Differences in the relative consumption of prey species in each size class were also observed performing isotope mixing models (SIAR). Variation in δ15N among size classes would be associated with the consumption of a different type of prey as animals grow. Small striped weakfish feed on small crustaceans and progressively increase their consumption of fish (anchovy, Engraulis anchoita), increasing by this way their isotope values. On the other hand, differences in δ13C values seemed to be related to age-class specific spatial distribution patterns. Therefore, large and small striped weakfish remain specialized but feeding on different prey at different trophic levels. These results contribute to the study of the diet of striped weakfish, improve the isotopic ecology models and highlight on the importance of accounting for variation in the isotopic composition in response to dietary shifts with the size of one of the most important fishery resources in the region.

Resumo O objetivo deste estudo foi analisar a composição isotópica no músculo de Cynoscion guatucupa no Oceano Atlântico Sul Ocidental, a fim de avaliar uma possível variação de δ13C e δ15N como resposta às mudanças ontogenéticas na dieta. Foram também exploradas evidências isotópicas de diferenças entre os locais de amostragem. Os resultados mostraram uma concordância entre a análise de isótopos e os estudos convencionais prévios. Diferenças na composição isotópica entre locais de amostragem não foram observadas. Uma relação positiva existe entre valores isotópicos e comprimento total dos animais. A análise de cluster definiu três grupos de classes de tamanho, validados pelo MDS. Foram também observadas, através de modelos isotópicos mistos (SIAR), diferenças no consumo relativo de espécies de presas para cada classe de tamanho. Variações em δ15N entre as classes de tamanho estariam associadas ao consumo de diferentes tipos de presas ao longo do crescimento dos animais. Indivíduos pequenos alimentam-se de pequenos crustáceos e progressivamente aumentam seu consumo de peixes (Engraulis anchoita), aumentando assim os seus valores isotópicos. Por outro lado, as diferenças nos valores de δ13C parecem estar relacionadas com variações no padrão de distribuição espacial específico de cada classe idade. Desta maneira, tanto C. guatucupa grandes como pequenos permanecem especializados, porém alimentando-se de presas diferentes, em diferentes níveis tróficos e em diferentes áreas. Estes resultados contribuem para o estudo da dieta de C. guatucupa, melhoram os modelos de ecologia isotópica e ressaltam a importância de se considerar a variação na composição isotópica na resposta às mudanças de dieta relacionadas ao tamanho de um dos principais recursos pesqueiros da região.

Heterogeneity of elemental composition and natural abundance of stables isotopes of C and N in soils and leaves of mangroves at their southernmost West Atlantic range / Heterogeneidade da composição elementar e abundância natural de isótopos estáveis de C e N no solo e folhas dos manguezais no extremo sul da sua distribuição na costa Atlântica ocidental

Abstract Mangrove communities were selected in the state of Santa Catarina, Brazil, near their southernmost limit of distribution, to study mineral nutrient relation in soils and plants. Communities included three true mangrove species, Rhizophora mangle, Laguncularia racemosa and Avicennia germinans, and two associated species, the fern Acrostichum danaeifolium, and the grass Spartina densiflora. The sites included communities in the lower Río Tavares near Florianopolis city, Sonho beach near Palhoça city, and the Santo Antonio lagoon. These sites included a full range of mangroves under humid climate where winter temperatures, instead of salinity, may be the main factor regulating their productive capacity and species composition. Soil salinity was determined by the concentration of soluble Na, and soil C and N were linearly correlated indicating their association in organic matter. Tavares site showed higher specific conductivity, and concentrations of Na and Mg in the soil layer below 40 cm depth, indicating larger influence of marine water. Isotopic signature of C increased with soil depth suggesting that microorganisms decomposing organic matter are releasing 13C depleted CO2. Nitrogen isotopic signature decreased with soil depth, indicating enrichment in 15N possibly as a result of denitrification in the upper soil layers. Mineral elements in leaf tissues showed A. schaueriana with higher concentrations of N, P, Na, K, Cu, Zn, and Na/Ca ratio. Spartina densiflora was characterized by the lowest N and K concentrations, and the highest concentrations of Al and Fe. Rhizophora mangle and L. racemosa had the highest Ca concentrations. Carbon isotopic signatures identified S. densiflora as a C4 plant, and A. schaueriana as the mangrove species occupying comparatively more water stressed microsites than the rest. Leaf nitrogen isotopic signatures were positive, in correspondence with the soil values. The results support the hypothesis that sites sampled were comparatively fertile, because sediment transport through fresh water run-off is predominant in humid coasts, and therefore plants were not limited by nutrient supply, nor particularly stressed by soil salinity.

Resumo Foram selecionadas florestas de mangue próximas ao limite sul de distribuição dos manguezais, no estado de Santa Catarina, Brasil, para o estudo do conteúdo de nutrientes no solo e em tecido vegetal. As comunidades estudadas eram compostas por três espécies típicas de mangue: Rhizophora mangle, Laguncularia racemosa e Avicennia germinans, e duas espécies associadas: a samambaia-do-brejo, Acrostichum danaeifolium, e a herbácea Spartina densiflora. Os locais de estudo incluiram comunidades no curso inferior do Rio Tavares na cidade de Florianópolis; Praia do Sonho, próxima à cidade de Palhoça e a Lagoa de Santo Antonio. Esses locais incluiram manguezais submetidos a clima úmido, onde as temperaturas do inverno, mais do que a salinidade, são o principal fator regulador da capacidade produtiva do sistema e da composição de espécies. A salinidade do solo foi determinada pela concentração de Na solúvel. Os conteúdos de Carbono e Nitrogênio no solo apresentaram correlação linear, indicando sua associação na matéria orgânica. A área do Rio Tavares apresentou maior influência marinha evidenciada pelas altas condutividade específica e concentrações de Na e Mg nas camadas do solo abaixo de 40 cm de profundidade. A assinatura isotópica do C aumentou com a profundidade no solo, o que sugere que microorganismos decompositores da matéria orgânica estão liberando CO2 pobre em 13C. A assinatura isotópica do Nitrogênio diminui com a profundidade do solo, indicando enriquecimento em 15N, possivelmente como resultado de processo de denitrificação nos níveis superiores do solo. Os tecidos foliares de A. schaueriana apresentaram as maiores concentrações de N, P, Na, K, Cu, Zn, e da razão Na/Ca. Spartina densiflora apresentou as menores concentrações de N e K e as maiores concentrações de Al e Fe. Rhizophora mangle e L. racemosa apresentaram as maiores concentrações de Ca. Os resultados da assinatura isotópica de Carbono identificam S. densiflora como uma planta C4 e A. schaueriana como a espécie de mangue que ocupa os locais com maior estresse hidrico. As assinaturas isotópicas do Nitrogênio foram positivas, estando de acordo com os valores observados para o solo. Os resultados sustentam a hipótese de que os locais estudados são fertéis, pois o escoamento superficial de água doce é predominante em costas úmidas e, portanto, as plantas não estão sujeitas à limitação por aporte de nutrientes e não estão submetidas a estresse salino.

Feeding and migration habits of white shark Carcharodon carcharias (Lamniformes: Lamnidae) from Isla Guadalupe inferred by analysis of stable isotopes δ15N and δ13C / Hábitos alimenticios y migratorios del tiburón blanco Carcharodon carcharias (Lamniformes: Lamnidae) de Isla Guadalupe inferidos por el análisis de isótopos estables de δ15N and δ13C

Stable isotope composition of marine top predator’s tissues provides insight information of its trophic ecology and migratory behavior. Previous reports have shown that dermal tissues could record longer patterns of hunting and movement. Based on this, the aim of this study was to describe the feeding and migratory habits of the white shark from Isla Guadalupe, using stable isotopic analysis of dermis. We considered a small subset of many possible prey taxa that the sharks could have eaten throughout their migration: pinnipeds, squid and tuna. We grouped the data in five focal areas: Gulf of California, Coast of California, Isla Guadalupe, SOFA and Hawaii. We performed a Bayesian mixing model to study the trophic ecology of this top predator. Average isotopic values for dermis tissue of white shark were δ13C (-14.5‰) and δ15N (19.1‰). Corrected white shark dermal mean values to resemble muscle were δ13C (-16.6‰) and δ15N (21.2‰). Mixing model data from dermis showed predation in offshore areas such the SOFA and a main importance of pinnipeds as prey of the white shark in Isla Guadalupe. Rev. Biol. Trop. 62 (2): 637-647. Epub 2014 June 01.

La composición isotópica de los tejidos de los depredadores tope en el ambiente marino provee información sobre su ecología trófica y su comportamiento migratorio. Estudios previos han mostrado que el tejido dérmico puede registrar patrones largos de movimiento y caza. El objetivo de este estudio fue describir los hábitos tróficos y migratorios de los tiburones blancos de Isla Guadalupe realizando un análisis de isótopos estables de su tejido dérmico. Consideramos un pequeño grupo de muchos posibles taxa que los tiburones pudieron haber comido a lo largo de su migración: pinípedos, calamares y atunes. Estas presas fueron agrupadas en cinco áreas focales: Golfo de California, Isla Guadalupe, Costa de California, SOFA y Hawái. Realizamos un modelo de mezcla bayesiano para estudiar la ecología trófica de este depredador tope. Los promedios del valor isotópico de la dermis del tiburón blanco fueron δ13C (-14.5‰) y δ15N (19.1‰). Los promedios del valor isotópico de la dermis transformada para semejar músculo fueron δ13C (-16.6 ‰) y δ15N (21.2‰). El modelo de mezcla mostró una probable depredación de los tiburones en áreas oceánicas como el SOFA y confirmó la importancia de los pinnípedos como presa principal del tiburón blanco en Isla Guadalupe.

Trophic ecology of Arapaima in Guyana: giant omnivores in Neotropical floodplains

Using stable nitrogen and carbon isotope signatures, we investigated the trophic ecology and identified potential prey fish groups supporting the giant Arapaima within floodplain lakes of the Essequibo River basin in southwestern Guyana. Morphological descriptions of feeding structures and digestive tract are presented together with preliminary data on Arapaima diets. Stable isotope results suggest that algivorous/detritivorous and omnivorous fishes contributed most to Arapaima biomass, and generally, that was consistent with what is known about Arapaima diets. Stable nitrogen isotope ratios for piscivorous fishes in these lakes were higher than nitrogen isotope ratios for Arapaima, indicating that piscivorous fishes are unlikely to constitute a major source of energy for Arapaima. This population of Arapaima has an intestine averaging 1.45 times total body length, relatively small teeth, and numerous, closely-spaced gill rakers. These morphological features, together with isotope data, support our inference that Arapaima are secondary consumers and may be better characterized as omnivores and not top predators.

Utilizando firmas de isotopos estables de nitrógeno y carbón, investigamos la ecología trófica e identificamos los grupos de peces que potencialmente mantienen a la Arapaima en los lagos inundables de la cuenca del río Essequibo, al suroeste de Guyana. Presentamos descripciones morfológicas de las estructuras alimentarias y tracto digestivo de la Arapaima, conjuntamente a datos preliminares de sus dietas. Los isotopos estables sugieren que peces algívoros/detritívoros y peces omnívoros son los principales contribuyentes de la biomasa de la Arapaima, y estos resultados son compatibles con lo que se conoce actualmente de la dieta de la Arapaima. A diferencia, las proporciones del isotopo estable de nitrógeno para peces piscívoros en estos lagos resultaron más altas que los valores obtenidos para el isotopo estable de nitrógeno en la Arapaima. Esto indica que es improbable que sean peces piscívoros los que constituyan la fuente energética principal de la Arapaima. La población de Arapaima estudiada presenta un intestino que promedia 1,45 veces la longitud total del cuerpo, dientes relativamente pequeños, y agallas con branquiespinas numerosas y cercanamente espaciadas. Estas características morfológicas, conjuntamente a los datos obtenidos a través del uso de isotopos estables apoyan nuestra inferencia que la Arapaima es un consumidor secundario y que puede ser caracterizada como un pez omnívoro y no como un depredador mayor.

Variability in the trophic position of larval fishes in theupper Paraná floodplain based on δ15N

The upper Paraná River floodplain is composed of several marginal lagoons, making it a natural breeding ground for many fish species at developmental stages. The aim of this study is to estimate the trophic positions of these fishes based on feed intake (measured via diet) and nitrogen assimilation (measured via δ15N). The monthly samplings were concentrated during the spawning season in the Ivinheima River, which is located in the upper Paraná River floodplain. The specimens were grouped into preflexion, flexion and postflexion stages. Trophic positions were estimated based on the isotope value of nitrogen and on diet. During the developmental stages of P. squamosissimus, there were significant differences in the isotope values of δ15N; for H. edentatus, however, no significant differences were found. During the developmental stages, both species were classified as either at or above the third trophic level. Once this information is obtained for other species and components of the ecosystem, it will not only provide a more precise view of the energy allocation and flow in the ecosystem, but will also make possible for management measures to promote sustainability in this environment.

A planície de inundação do alto rio Paraná é formada por várias lagoas marginais, tornando-se um criadouro natural de várias espécies de peixes nos estágios de desenvolvimento. O objetivo do estudo foi estimar as posições tróficas destes peixes, com base no alimento consumido (medido através dieta) e o nitrogênio assimilado (medido através δ15N). As amostragens mensais concentraram-se no período de desova das espécies, no rio Ivinheima, na planície de inundação do alto rio Paraná. Os espécimes foram agrupados em: pré-flexão, flexão e pós-flexão. As posições tróficas foram estimadas com base no valor isotópico de nitrogênio e na dieta. Nas fases de desenvolvimento de P. squamosissimus houve diferença significativa nos valores isotópicos de δ15N, enquanto que, para H. edentatus, não foram identificadas. Ambas as espécies, durante os estágios de desenvolvimento, foram classificadas em igual ou acima do terceiro nível trófico. Estas informações, quando obtidas para outras espécies de peixes e componentes do ecossistema, fornecerão uma visão mais precisa da distribuição e fluxo de energia no ecossistema, além de tornar possível medidas de manejo, que visem promover a sustentabilidade deste ambiente.

Aquatic food webs in mangrove and seagrass habitats of Centla Wetland, a Biosphere Reserve in Southeastern Mexico

Mangrove and seagrass habitats are important components of tropical coastal zones worldwide, and are conspicuous habitats of Centla Wetland Biosphere Reserve (CWBR) in Tabasco, Mexico. In this study, we examine food webs in mangrove- and seagrass-dominated habitats of CWBR using stable isotope ratios of carbon and nitrogen. Our objective was to identify the importance of carbon derived from mangroves and seagrasses to secondary production of aquatic consumers in this poorly studied conservation area. Carbon and nitrogen isotope ratios of basal sources and aquatic consumers indicated that the species-rich food webs of both habitats are dependent on riparian production sources. The abundant Red mangrove Rhizophora mangle appears to be a primary source of carbon for the mangrove creek food web. Even though dense seagrass beds were ubiquitous, most consumers in the lagoon food web appeared to rely on carbon derived from riparian vegetation (e.g. Phragmites australis). The introduced Amazon sailfin catfish Pterygoplichthys pardalis had isotope signatures overlapping with native species (including high-value fisheries species), suggesting potential competition for resources. Future research should examine the role played by terrestrial insects in linking riparian and aquatic food webs, and impacts of the expanding P. pardalis population on ecosystem function and fisheries in CWBR. Our findings can be used as a baseline to reinforce the conservation and management of this important reserve in the face of diverse external and internal human impacts.

Manguezais e pradarias de gramíneas são importantes componentes das zonas costeiras tropicais em todo o mundo, sendo habitats comuns nos ''Pântanos de Centla'', uma Reserva da Biosfera localizada em Tabasco, México. Nesse trabalho, são investigadas as teias alimentares de habitats dominados por manguezais e pradarias de gramíneas, através de isótopos estáveis de carbono e nitrogênio, tendo como objetivo identificar a importância do carbono derivado desses produtores para a produção aquática secundária nessa unidade de conservação tão pouco estudada. As razões isotópicas de carbono e nitrogênio das fontes basais e dos consumidores aquáticos indicam que as teias alimentares, ricas em espécies, de ambos os habitats, são dependentes da produção ripária. O abundante mangue-vermelho Rhizophora mangle parece ser a fonte primária de carbono no habitat dominado por manguezais. Em contraste, muito embora as pradarias de gramíneas sejam conspícuas no ambiente lagunar estudado, muitos dos consumidores da teia alimentar nessa região parecem depender do carbono oriundo da vegetação ripária (e.g. Phragmites australis).A espécie de bagre exótica Pterygoplichthys pardalis possui assinaturas isotópicas que se sobrepõem a das espécies nativas (incluindo algumas de elevado valor comercial na pesca), sugerindo competição potencial por recursos. Novas investigações deveriam avaliar o papel dos insetos terrestres como elo de conexão entre as teias alimentares da mata ripária e do ambiente aquático, bem como os impactos da expansão da população de P. pardalis sobre o funcionamento do ecossistema e das pescarias no ''Pântano de Centla''. Considerando os múltiplos impactos antrópicos na região, os resultados obtidos no presente trabalho podem ser utilizados como uma base de referência em programas de gerenciamento e conservação da diversidade nessa importante Reserva da Biosfera.

Trophic position of bottom-feeding fish in the Upper Paraná River floodplain / Posição trófica de peixes exploradores de fundo na planície de inundação do Alto Rio Paraná

The δ15N composition of bottom-feeding fish (iliophagous = Apareiodon affinis, Cyphocharax nagelii, Prochilodus lineatus, Steindachnerina brevipinna and S. insculpta; detritivorous = Loricariichthys platymetopon and Liposarcus anisitsi; benthophagous = Satanoperca pappaterra and Hoplosternum littorale) and their primary food sources were investigated in the upper Paraná River floodplain during rainy seasons in different environments (lotic and lentic). Two hypotheses were tested: i) that the trophic position and isotopic values of the investigated organisms (fish and food resources) vary spatially; and ii) that trophic position and isotopic compositions differ among iliophagous, detritivorous and benthophagous fish. C4 macrophytes, periphyton and phytoplankton were isotopically different in sites analyzed. Significant isotopic differences occurred in the species of each trophic category. Spatial differences were observed in the isotopic composition of P. lineatus and L. platymetopon, whose values were more enriched in the Paraná River and Pau Véio Lake. Significant spatial differences in trophic position were observed for L. platymetopon and H. littorale, which presented the highest values in the Paraná and Baía rivers, respectively. Trophic positions were significantly different among the species that composed each trophic category. These findings demonstrate that in energy-flow studies in detrital food chains generalizations concerning the grouping of fish into trophic categories and/or habitats should only be carried out after careful investigations of the local/specific trophic dynamics of the organisms.

A composição de δ15N de peixes exploradores de fundo (iliófagos = Apareiodon affinis, Cyphocharax nagelii, Prochilodus lineatus, Steindachnerina brevipinna e S. insculpta; detritívoros = Loricariichthys platymetopon e Liposarcus anisitsi; e bentófagos = Satanoperca pappaterra e Hoplosternum littorale) e suas fontes alimentares foram investigadas na planície de inundação do alto rio Paraná durante a estação de chuvas em ambientes lóticos e lênticos. Duas hipóteses foram testadas: i) que a posição trófica e os valores isotópicos dos organismos investigados (peixes e fontes alimentares) variam espacialmente; e ii) que a posição trófica e a composição isotópica diferem entre os peixes iliófagos, detritívoros e bentófagos. Macrofitas C4, perifíton e fitoplâncton foram isotopicamente diferentes entre os locais analisados. Diferenças isotópicas ocorreram entre as espécies de cada categoria trófica. Diferenças espaciais foram observadas na composição isotópica de P. lineatus e L. platymetopon, as quais tiveram valores mais enriquecidos no rio Paraná e ressaco do Pau Véio. Diferenças espaciais significativas nas posições tróficas foram verificadas para L. platymetopon e H. littorale, as quais apresentaram os maiores valores nos rios Paraná e Baía, respectivamente. As posições tróficas foram significativamente diferentes entre as espécies que compuseram cada categoria trófica. Estes resultados demonstram que em estudos de fluxo de energia em cadeias alimentares detritais generalizações a respeito do agrupamento de peixes em categorias tróficas e/ ou habitats devem ser conduzidos somente após investigações criteriosas da dinâmica trófica local/ específica dos organismos.

The 15N isotope to evaluate fertilizer nitrogen absorption efficiency by the coffee plant

The use of the 15N label for agronomic research involving nitrogen (N) cycling and the fate of fertilizer-N is well established, however, in the case of long term experimentation with perennial crops like citrus, coffee and rubber tree, there are still shortcomings mainly due to large plant size, sampling procedures, detection levels and interferences on the system. This report tries to contribute methodologically to the design and development of 15N labeled fertilizer experiments, using as an example a coffee crop fertilized with 15N labeled ammonium sulfate, which was followed for two years. The N of the plant derived from the fertilizer was studied in the different parts of the coffee plant in order to evaluate its distribution within the plant and the agronomic efficiency of the fertilizer application practice. An enrichment of the fertilizer-N of the order of 2 percent 15N abundance was sufficient to study N absorption rates and to establish fertilizer-N balances after one and two years of coffee cropping. The main source of errors in the estimated values lies in the inherent variability among field replicates and not in the measurements of N contents and 15N enrichments of plant material by mass-spectrometry.

O uso do traçador 15N em pesquisas agronômicas que envolvem o ciclo do nitrogênio (N) e o destino do N do fertilizante está bem estabelecido, entretanto, para o caso de experimentação com plantas perenes como citrus, café e seringueira, ainda existem limitações devidas ao porte das plantas, à amostragem, aos níveis de detecção e à interferência no sistema. Este estudo procura contribuir metodologicamente no delineamento experimental e no desenvolvimento desse tipo de experimentação, em condições de campo, fazendo uso, por dois anos, do experimento de uma cultura de café adubada com fertilizante marcado com 15N. O N da planta derivado do fertilizante foi estudado nas diferentes partes da planta de café para determinar sua distribuição dentro dela e a eficiência agronômica da prática de adubação. Um enriquecimento do N do fertilizante da ordem de 2 por cento em abundância de 15N foi suficiente para estudar taxas de absorção de N e estabelecer balanços do N do fertilizante depois de um e dois anos de cultivo. A principal fonte de erros dos valores estimados está na variabilidade agronômica das repetições e não na precisão das medidas de conteúdo de N e de enriquecimento em 15N por espectrometria de massa.

Spatial variation in the stable isotopes of 13C and 15N and trophic position of Leporinus friderici (Characiformes, Anostomidae) in Corumbá Reservoir, Brazil

Stable isotopes of carbon (delta13C) and nitrogen (delta15N) were used to describe sources of energy and trophic position for adult Leporinus friderici in the area of the Corumbá Reservoir, Brazil. Samples were collected from April 1999 to March 2000. Spatial variations were not identified in the isotopic composition. The maximum and minimum contribution of C4 plants calculated integrating the variation of plants and fish were 47.7 percent and 2.4 percent, respectively. Among C3 plants, periphyton presented closer isotopic values to those observed for fishes, corresponding to an important carbon source. The proportion of ingested plant item is larger in rivers upstream from the reservoir (42.7 percent), which justifies the smaller trophic level among there. However, in the reservoir, the ingestion of fish was 81.4 percent, while ingested plants contributed with 18.6 percent. Downstream from the dam, participation of plant item was even smaller (14.4 percent). Although the trophic position calculated with diet data was proportional to the one calculated with delta15N values, the former elevated the trophic level of L. friderici in the food web, because estimated trophic positions were based on fish items belonging to the 2nd (a) and to the 3rd (b) trophic levels.

Isótopos estáveis de carbono (delta13C) e nitrogênio (delta15N) foram utilizados para descrever as fontes de energia e a posição trófica de adultos de Leporinus friderici na área do reservatório de Corumbá, Brasil. As amostras foram coletadas entre abril de 1999 e março de 2000. Variações espaciais não foram identificadas quanto à composição isotópica da espécie. As contribuições máximas e mínimas das plantas C4, foram de 47,7 por cento e 2,4 por cento, respectivamente. Entre as plantas C3, o perífiton correspondeu a uma das mais importantes fontes de carbono para a espécie, pois seus valores isotópicos foram os mais próximos àqueles observados para os peixes. A proporção ingerida do item vegetal foi maior em rios localizados a montante do reservatório (42,7 por cento), justificando a menor posição trófica registrada para a espécie entre os ambientes estudados, enquanto no reservatório esta proporção foi de 18,6 por cento, sendo que o item peixes atingiu 81,4 por cento. A jusante do reservatório, a participação das plantas foi ainda menor, atingindo 14,4 por cento. Embora a posição trófica da espécie, calculada com os dados de dieta, fossem proporcionais àqueles calculados com os valores de delta15N, os primeiros elevaram o nível trófico de L. friderici na cadeia alimentar, pois estas foram baseadas nos itens peixe, cujas espécies pertenciam ao segundo e ao terceiro nível trófico.

Carbon sources and trophic position of the main species of fishes of Baía River, Paraná River floodplain, Brazil

In order to verify the carbon source and trophic position of the main species of fishes, of the Paraná River floodplain, we analysed the proportion of stable carbon (delta13C) and nitrogen (delta15N) isotopes in muscle of fishes sampled in the rainy season. We analyzed adult individuals of Loricariichthys platymetopon, Schizodon borellii, Leporinus lacustris, Auchenipterus osteomystax, Iheringichthys labrosus, Leporinus friderici, and Serrasalmus marginatus. These data were compared with the results obtained by the analyzing stomach contents. The primary producers found in the Baía River were the C3 plants (riparian vegetation, macrophytes, periphyton, and phytoplankton) and the C4 plants (macrophytes). The results of the contribution analysis revealed that the carbon used by the species was derived from C3 plants. According to the trophic position estimates (diet and delta15N), the species primarily consumed Loricariichthys platymetopon, Schizodon borellii, Leporinus lacustris, and Leporinus friderici and, secondarily Auchenipterus osteomystax, Iheringichthys labrosus, and Serrasalmus marginatus. There was no significant difference between the two methods utilized

The role of the external mycelial network of arbuscular mycorrhizal fungi: III.A study of nitrogen tranfer between plants interconnected by a commom mycelium

An experiment under greenhouse conditions was carried out to evaluate the relative contribution of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) in the process of nitrogen transfer from cowpea to maize plants, using the isotope 15

Liver and kidney nitrogen uptake in rats fed beans enriched with 15 nitrogen through (15NH4)2SO4 used as soil fertilizer

This study was conducted to determine the incorporation of 15 nitrogen (15N) into liver and kidney of a group of rats (N = 17) fed a mixture of cooked rice and beans for 4 weeks. The beans (Phaseolus vulgaris), grown in soil cultivated with (15NH4)2sO4, had 1.5% 15N enrichment. Three or four rats were sacrificed weekly and a control group (N = 13) received an isonitrogen and isocaloric reference casein diet. The amount of nitrogen transferred from the beans to the liver at the end of the first, second, third and fourth weeks was 17, 11, 27 and 29% of the total nitrogen, respectively. For the kidney, the respective values were 10, 9, 25 and 27% of the total nitrogen. The total nitrogen content of the liver and kidney of rats receiving the reference casein control diet was similar to that of the rice-beans animals. Weight gain was similar for the two groups, indicating the well-balanced biological value of the experimental diet. The present study shows that its is possible to monitor 15N incorporation into beans and subsequently into rat liver and kidney, in contrast to classical methods for protein metabolism evaluation which measure only total body nitrogen intake and excretion or weight gain