Fluxo de energia em teias alimentares de ecossistemas aquáticos tropicais: das fontes autotróficas até os grandes consumidores ectotérmico

• Main Author: Villamarín, Francisco
• Other Authors: Magnusson, William E.
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia 2017
• Subjects: Ecossistema aquático; Teia alimentar; Fluxo de energia
• Online Access: http://bdtd.inpa.gov.br/handle/tede/2217

Submitted by Gizele Lima ([e-mail]) on 2017-02-14T13:51:27Z No. of bitstreams: 2 Tese_F.Villamarin_V.FINAL.pdf: 3392810 bytes, checksum: 7999b82c3d7af7f85d5a3845a406a83a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) === Made available in DSpace on 2017-02-14T13:51:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese_F.Villamarin_V.FINAL.pdf: 3392810 bytes, checksum: 7999b82c3d7af7f85d5a3845a406a83a (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) 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.