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Previous issue date: 2016-08-16 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas - FAPEAM / Food webs constitute one of the main research frameworks in ecology, and food web
structure is considered one of the most fundamental attributes of ecosystems. Linkages among
habitats and the flux of matter across ecosystem boundaries have important implications for
biomass production of animals and plants, which is facilitated by trophic relations between
consumers and their resources.
It has been well documented that fish movements may transfer nutrients and aquatic
production, but information on how this production contributes to individual energy allocation
and reproductive investment is scarce. Furthermore, the trophic position of top predators in a
food chain strongly influences food-web structure because it reflects the number of steps that
energy takes from primary producers to tertiary consumers. Crocodilians are likely to
influence the structure of food webs because of their pronounced ontogenetic shifts in diet.
Some species of large crocodiles may be trophic links in diverse food webs throughout their
lives, from freshwater, brackish, marine and adjacent terrestrial food webs. Amazonian
crocodilians show interspecific differences in diet. However, it is unknown to what extent
they differ in the primary sources of their diet and to what extent those differences are
reflected in ontogenetic shifts in trophic position. It is also not well understood to what extent
interspecific differences in diet are a reflection of foraging behavior or are a function of
macrohabitat selection.
We used a spatiotemporal context to trace the origins and the flux of energy by
applying chemical tools, such as the natural ratio of carbon and nitrogen stable-isotopes and
RNA:DNA. Within the tropical aquatic ecosystems we studied, we aimed to understand three
aspects of food-web functioning: the seasonality and spatiality in the reproductive investment
of diamond mullet (Liza alata) from the Northern Territory of Australia (Chapter 1);
interspecific differences in the origins of energy sustaining the four species of Amazonian
crocodilians within a spatial context (Chapter 2) and ontogenetic shifts in trophic position of
these predators within the context of the food web (Chapter 3).
The results show that reproductive investment of diamond mullet takes place during
the dry season, when resources are limited and fish are in poor body condition. There is a
strong trade-off between somatic and reproductive investment. This may be explained
because diamond-mullet show a temporal uncoupling between resource acquisition from
floodplains during the wet season, energy storage within lipid mesenteric bodies for some
months and a subsequent reproductive allocation during the dry season. Because this fish
undertakes spawning migrations across habitats, temporal and spatial uncoupling between
energy acquisition and reproductive allocation have important implications for the
preservation of natural hydrological regimes of water bodies. The maintenance of these
hydrological regimes is important to enhance the capacity for fishes of this region to maintain
viable populations.
In the context of lotic ecosystems from central Amazonia, the results show evidence of
differences in the basal resources sustaining the four species of Amazonian crocodilians.
These differences result from behavioral divergences and foraging strategies in addition to
macrohabitat selection. Furthermore, we found a positive relationship between crocodilian size and trophic position. However, there are interspecific differences in the shape of these
relationships. Crocodilians occupy higher trophic levels than piscivorous fishes. This structure
may create significant divergences in food-chain-length estimates because, traditionally, only
fish have been considered as top predators in most food-chain-length studies.
The information presented in this study brings novel insights about the biology and
ecology of the studied consumers, depicting the trophic functioning of ecosystems where they
occur in relation to the resources that sustain them. / A estrutura das teias alimentares é considerada um dos atributos mais fundamentais
dos ecossistemas. Além disso, as conexões entre hábitats e o fluxo de matéria através dos
limites dos ecossistemas têm importantes implicações na produção de biomassa de animais e
plantas, que é facilitada pelas relações tróficas entre consumidores e recursos.
Migrações de peixes podem transferir nutrientes e produção de origem aquática, mas
informações sobre como essa produção contribui para a alocação individual da energia e o
investimento reprodutivo de animais é escasso. A posição trófica dos predadores de topo de
cadeia influencia fortemente a estrutura das teias alimentares, pois reflete o número de passos
que a energia atravessou a partir do produtores primários até os consumidores terciários. Os
crocodilianos exercem uma forte influência em diversas teias alimentares ao longo das suas
vidas, desde água doce, salobre, marinha e hábitats terrestres adjacentes. Os crocodilianos
amazônicos apresentam diferenças interespecíficas na dieta. Porém, desconhece-se em que
medida diferem nas fontes primárias dos recursos que consomem e até que ponto essas
diferenças são refletidas em mudanças ontogenéticas na posição trófica. É também
desconhecido em que medida as diferenças interespecíficas na dieta podem ser um reflexo de
divergências no comportamento de forrageio, além de ser uma função do uso de hábitat.
No presente estudo, utilizamos um contexto espaço-temporal para traçar as origens e o
fluxo da energia utilizando ferramentas químicas, como a razão de isótopos estáveis de
carbono e nitrogênio e RNA:DNA. Em relação ao funcionamento das teias alimentares dos
ecossistemas aquáticos tropicais, buscamos entender três aspectos: A sazonalidade e
espacialidade no investimento reprodutivo da tainha-diamante (Liza alata) do território Norte
da Austrália (Capítulo 1); as diferenças interespecíficas nas origens da energia que sustenta as
quatro espécies de crocodilianos amazônicos dentro de um contexto espacial (Capítulo 2); e as
mudanças ontogenéticas na posição trófica desses predadores dentro do contexto das teias
alimentares em que estão inseridos (Capítulo 3).
Os resultados indicam que o investimento reprodutivo da tainha-diamante acontece
durante a época seca, quando os recursos são limitados e os peixes mostram uma pobre
condição corporal. Existe um forte compromisso entre o investimento somático e reprodutivo.
Isso pode ser explicado porque a tainha-diamante mostra um desacoplamento temporal entre a
ingestão de recursos nas planícies de inundação durante a época cheia, o estoque de energia
por alguns meses em corpos lipídicos mesentéricos e a posterior alocação para reprodução
durante a época seca. Devido às migrações entre hábitats desses peixes para desovar, o
desacoplamento temporal e espacial entre a aquisição de energia e sua alocação para
reprodução tem importantes implicações para a preservação dos regimes hidrológicos naturais
das planícies de inundação. A manutenção desses regimes naturais é importante para garantir
a capacidade dos peixes dessa região de manter populações viáveis.
No contexto dos ecossistemas lóticos da Amazônia central, os resultados mostram
evidências de que existem diferenças nos recursos basais que sustentam as quatro espécies de
crocodilianos amazônicos. Essas diferenças resultam de divergências comportamentais e
estratégias de forrageio além da seleção de macrohábitat. Encontramos também uma relação
positiva entre o tamanho dos crocodilianos e a posição trófica que ocupam, mas existem
diferenças interespecíficas na forma dessa relação. Os crocodilianos ocupam níveis tróficos
mais altos do que peixes piscívoros. Essa estrutura pode gerar divergências significativas nas estimativas do comprimento das cadeias alimentares, pois tradicionalmente, apenas os peixes
têm sido considerados como predadores de topo em estudos de comprimento das cadeias
tróficas.
As informações apresentadas nesse estudo trazem aspectos inovadores sobre a biologia
e ecologia dos consumidores estudados, retratando o funcionamento trófico dos ecossistemas
e as origens dos recursos que os sustentam.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:tede/2217 |
| Date | 16 August 2016 |
| Creators | Villamarín, Francisco |
| Contributors | Magnusson, William E. |
| Publisher | Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, Biologia (Ecologia), INPA, Brasil, Coordenação de Pós Graduação (COPG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPA, instname:Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, instacron:INPA |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 5004743602847313034, 600, 600, 600, 3806999977129213183, -4671505905809893211 |
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