Effects of size and diet on stable hydrogen isotope values (δD) in fish: implications for tracing origins of individuals and their food sources (original) (raw)

2011, Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences

Recent studies suggest that stable hydrogen isotope ratios (dD) of fish can be used to track their watershed origin and the relative contributions of source material. Both applications assume that there is no metabolic or trophic effect on tissue dD. We studied the local variation of dD values in four fish species of contrasting size and feeding habits in an isotopically homogenous reservoir (Flix, Spain). Other isotopic values (d 15 N, d 13 C) and trace metal content were measured as indicators of trophic and bioaccumulation patterns. In addition, isotopic values (dD, d 15 N, d 13 C) of other food web components were measured for comparison. Muscle dD values differed greatly among fish species: European catfish, Silurus glanis (-131‰); common carp, Cyprinus carpio (-141‰); rudd, Scardinius erythrophthalmus (-158‰); and roach, Rutilus rutilus (-163‰). The influence of fish size and trophic position affected the fish dD values. Possible mechanisms that drive dD variation among fish might be a metabolic effect and (or) the compounding effect of ambient water dD on exchangeable H at each trophic stage. Our findings showed that size and feeding habits are factors that should be controlled when tracing origins of fish or their dependence on nutrient inputs using dD measurements. Résumé : Des études récentes indiquent que les rapports d'isotopes stables d'hydrogène (dD) des poissons peuvent servir à retracer leur bassin versant d'origine et les contributions relatives des matériaux sources. Ces deux utilisations présupposent qu'il n'y a pas d'effet métabolique ou trophique sur le dD des tissus. Nous avons étudié la variation locale des valeurs de dD chez quatre espèces de poissons de tailles et d'habitudes alimentaires très différentes dans un réservoir homogène par ses isotopes (Flix, Espagne). Nous avons déterminé les autres valeurs isotopiques (d 15 N, d 13 C) et les concentrations des métaux en trace comme indicateurs des patrons trophiques et des patrons de bioconcentration. Nous avons, de plus, mesuré les valeurs isotopiques (dD, d 15 N, d 13 C) des autres composantes du réseau alimentaire pour établir des comparaisons. Les valeurs de dD du muscle varient considérablement d'une espèce de poisson à une autre : le silure glane, Silurus glanis (-131 ‰), la carpe commune, Cyprinus carpio (-141 ‰), le rotengle, Scardinius erythrophthalmus (-158 ‰) et le gardon, Rutilus rutilus (-163 ‰). La taille du poisson et sa position trophique affectent les valeurs de dD du poisson. Les mécanismes explicatifs possibles de la variation de dD chez les poissons pourraient inclure un effet métabolique et (ou) l'effet cumulatif du dD de l'eau ambiante sur l'H échangeable à chaque stade trophique. Nos résultats démontrent qu'il faut tenir compte de la taille et des habitudes alimentaires pour retracer à l'aide de mesures de dD les origines des poissons ou leur dépendance des apports de nutriments. [Traduit par la Rédaction]