Stable carbon and nitrogen isotopic fractionation between diet and swine tissues

ABSTRACT

Naturally occurring stable isotope ratios can be a powerful tool in studies of animal nutrition, provided that the assumptions required for dietary reconstruction are validated by studies such as the one presented here. The objective of this study was to document the magnitude of isotopic fractionation between swine diet and their different tissues. For this, the isotopic ratios of carbon and nitrogen of the diet and selected tissues (hair, nail, liver, muscle, fat and cartilage) were determined. The delta13C and delta15N of the diet were -15.9‰ and 1.3‰, respectively, and all delta15N of swine tissues were 2.2 to 3.0‰ enriched in 15N in relation to the diet. Little variation in delta15N occurred among tissues, with exception to liver that was less enriched in 15N than the nail. Nail and hair presented no 13C enrichment relative to diet. Cartilage was ~1.0‰ enriched in 13C as compared to diet. Liver and muscle were on average 2.1‰ more depleted in 13C in relation to diet as well as fat tissues. Some of the C and N isotope ratios of swine tissues differed in organs, but the isotopic fractionation trends among tissues appears to be similar to other mammals. Therefore our data provide a good baseline to interpret stable isotope patterns in domestic mammals (such as swine) in controlled or semi-controlled experiments.

RESUMO

O uso da abundância natural de isótopos estáveis pode ser uma ferramenta útil em estudos de nutrição animal, de forma que a base necessária para a reconstrução da dieta alimentar pode ser validada a partir de estudos como o apresentado aqui. O objetivo deste estudo foi documentar a magnitude do fracionamento isotópico entre a dieta e os tecidos de porcos domésticos. Para tanto, foram determinadas as razões isotópicas de carbono e nitrogênio de alguns tecidos selecionados (pêlo, unha, fígado, músculo, gordura e cartilagem). Os valores de delta13C e delta15N da ração fornecida foram -15,9‰ e 1,3‰, respectivamente. O delta15N desses tecidos ficou entre 2,2 e 3,0‰ mais enriquecido do que a dieta. Pouca variação no delta15N ocorreu entre os tecidos analisados, exceto o fígado que foi significativamente menos enriquecido em 15N do que a unha. A unha e o pêlo não apresentaram enriquecimento em 13C em relação à ração, enquanto a cartilagem ficou ~1‰ mais enriquecida. Os tecidos de fígado e músculo foram, em média, 2,1‰ mais leve em 13C em relação à dieta, assim como o tecido adiposo. Várias das razões isotópicas dos tecidos dos porcos diferiram, mas as tendências no fracionamento isotópico entre os tecidos foram similares ao encontrado em outros mamíferos. Portanto as diferenças encontradas no fracionamento isotópico podem servir de base para a interpretação de padrões isotópicos em animais domésticos oriundos de experimentos controlados ou semi-controlados.