Дослідження географічних відмінностей у дієтах американської норки виявляє зміни в ізотопному складі

Анотація

Вступ

Ізотопні дослідження раціону хижаків, що проводяться у великих географічних масштабах, часто припускають, що ізотопний склад здобичі схожий між сайтами, і що ізотопний склад здобичі з одного місця може бути використаний для аналізу дієти хижаків на всіх досліджуваних ділянках (Adams et al. 2010). Однак ізотопний склад здобичі може змінюватися залежно від простору та часу. Більше того, просторові та часові зміни в ізотопному складі здобичі можуть відрізнятися у різних видів здобичі. Ізотопний склад тканини тварини відображає ізотопний склад її раціону, але при більш високих трофічних рівнях спостерігається збільшення значення δ як для 13 C, так і для 15 N (Gannes et al. 1997). Це збільшення, зване фактором трофічної дискримінації (TDF), може змінюватися залежно від досліджуваних видів, тканини та типу їжі. Вказівка ​​величини TDF необхідна для виконання надійних моделей змішування.

Аналіз стабільного ізотопу виявився корисним для визначення дієти американської норки. Однак ці результати використовувались лише для визначення трофічної довжини ланцюга для забруднення важкими металами (Lake et al. 2007), вивчення розповсюдження норки (Hammershøj et al. 2005) та оцінки методів управління (Bodey et al. 2009). Аналіз стабільного ізотопу також використовувався для вивчення сезонних змін харчових звичок американської норки в її місцевому ареалі (Ben-David et al. 1997), але не використовувався для порівняння раціону норки, що населяє різні місця проживання та райони в її інвазійний ареал в Європі. Цілі цього дослідження полягали в наступному: (а) порівняти раціон норки в чотирьох різних річкових середовищах проживання на півночі Польщі за допомогою аналізу стабільних ізотопів; (b) шукати відмінності у харчуванні самки та самки норки; (c) для порівняння ізотопного розподілу на три потенційні здобичі норки (риби, земноводні та ссавці), що трапляються в чотирьох обраних річкових місцях проживання. Ми також оцінили, як варіація ізотопного складу видобутку серед місць дослідження може потенційно вплинути на аналіз дієти американської норки.

Матеріали і методи

Збір зразків

Всі зразки, використані для ізотопного аналізу диких тварин, були зібрані в чотирьох національних парках та їх околицях: NP Warta Mouth (WMNP) (52 ° 36 ′ пн.ш. 14 ° 46 ′ сх. Д.), NP Drawa (DNP) (53 ° 07 ′ пн. 15 ° 59 ′ сх. Д.), Бебжанська НП (BNP) (53 ° 28 ′ пн.ш. 22 ° 38 ′ сх.д.) та Наревська НП (NNP) (53 ° 04 ′ с.ш. 22 ° 50 ′ сх.д.). Два національних парки, WMNP і DNP, розташовані на північному заході Польщі, тоді як два інших, BNP і NNP, знаходяться на північному сході Польщі (рис. 1). Усі ці національні парки охороняють річки та річкові долини (назви національних парків відповідають назвам річок).

американської

Розташування навчальних місць у Польщі

Досліджувані райони в Бебзі та НП Нарев знаходяться приблизно на відстані 50 км один від одного і мають схожі місця проживання: низина, звивисті річки з повільною течією та широкі очеретяні русла. Оскільки Бебжа є притокою Нарева, норки постійно мігрують між цими двома досліджуваними районами (неопубліковані дані А. Залевського). Територія дослідження в ЗМН покрита болотами. Рівень води змінюється протягом року до 4 м, перетворюючи територію на сезонне озеро на початку весни. Хоча річка Драва в ДНП розташована на рівнинах, вона має швидку течію і протікає глибокою лісистою долиною. Територія дослідження в цьому національному парку також охоплює групу льодовикових озер.

Норка була вивезена з національних парків в рамках програми контролю за інвазивними видами, яку проводили працівники національних парків (в рамках програми LIFE + «Польщі, важливі для птахів»). Полонених тварин гуманно евтаназував ветеринарний хірург із передозуванням анестетика. Хоча було виловлено деякі неповнолітні норки, досліджувались лише дорослі особини (старші 1 року). Тушки норок заморожували і зберігали при - 20 ° C перед розтином. Норку сексу та зважували, а печінку витягували. В цілому, ізотопний склад аналізували у 83 норах, відловлених між 2009 і 2011 роками: 27 з ЗМП, 17 з ДНП, 19 з БНП та 20 з НПП. Усі норки були виловлені восени та взимку (з жовтня по березень).

Зразки риби, земноводних та ссавців були зібрані восени 2012 року. У кожній систематичній групі ми відібрали по одному виду, який відібрали в околицях (до 5 км від меж національного парку) усіх чотирьох національних парків. Вони були такими: плотва Rutilus rutilus, звичайна жаба Rana temporaria, і коренева полівка Microtus oeconomus. Ми відібрали ці види, оскільки вони часто зустрічаються в раціоні норки (Jędrzejewska et al. 2001), і їх було багато в усіх місцях дослідження. Однак до них слід ставитись як до представників більших таксономічних груп: риб, земноводних та гризунів. Загалом ми зібрали 40 зразків плотви (по 10 з кожного національного парку), 39 зразків звичайних жаб (10 з трьох національних парків, 9 з BNP) та 35 зразків кореневої полівки (10 з трьох національних парків, 5 з DNP). Полову полівку гуманно евтаназували, використовуючи передозування анестетика Ізофлуран. Жаб збирали на дорогах, де під час осінньої міграції їх вбивали машини. Щоб уникнути розпаду тканин, зразки збирали двічі на день. Рибу доставляли рибалки.

Ізотопний та статистичний аналіз

Вимірювання співвідношення ізотопів проводили в Лабораторії біогеохімії та охорони навколишнього середовища Варшавського університету. Під час препарування були отримані печінка норки, а також зразки скелетних м’язів плотви, звичайної жаби та кореневої полівки. Всі тканини промивали дистильованою водою, висушували ліофілізацією і розтирали в порошок. Згодом зразки упаковували в олов'яні капсули (0,5–1 мг), піддавали термічному розкладанню в органічному елементарному аналізаторі Thermo Scientific Flash 2000 та вимірювали їх стабільний ізотопний склад за допомогою мас-спектрометра Thermo Scientific Delta V Plus з безперервним потоком співвідношення ізотопів. Ми виразили ізотопний склад через значення δ, частку на тисячу (‰) відмінностей від міжнародних стандартів: PDB (Pee Dee Belemnite) для вуглецю та атмосферний азот для азоту. Сертифіковані стандарти вимірювали для внутрішньої точності, яка перевищувала 0,2 ‰.

Різниця у вмісті ліпідів між аналізованими видами тварин може бути упередженою, оскільки ліпіди мають більш негативні значення δ 13 C, ніж вуглеводи та білки (Deniro та Epstein 1977). Для того, щоб оцінити потенційне упередження внаслідок зміни вмісту ліпідів, ми розрахували співвідношення C: N шляхом вимірювання загальної концентрації вуглецю та азоту у випадкових зразках норки та здобичі за допомогою аналізатора органічних елементів Thermo Scientific Flash 2000. Вважалося, що A C: N більше 4 має значний вплив на значення δ 13 C (Post et al. 2007) (див. Розділ Результати).

Ми не оцінювали TDF експериментально, і немає літературних даних про трофічну дискримінацію у норки. Тому ми вирішили застосувати дані інших досліджень. Оскільки ми не змогли знайти даних щодо норки та інших вусатих, ми вирішили використати TDF, представлений Ротом та Хобсоном (2000) у червоній лисиці Vulpes vulpes печінка - 0,45 ‰ для 13 C і 3,5 ‰ для 15 N ізотопів.

Результати

Середній ізотопний склад норки становив - 28,33 при δ 13 С і 14,42 при δ 15 Н (таблиця 1, рис. 2). Ми не виявили відмінностей між значеннями δ 13 C у різних районах дослідження (H (3) = 5,33, стор > 0,05). Ізотопний склад азоту різнився між досліджуваними районами (H (3) = 43,38, стор 0,05).