The trophic ecology of the red swamp crayfish (Procambarus clarkii in Mediterranean aquatic ecosystems: a stabel isotope study

• Autores: Paloma Alcorlo, Ángel Baltanás
• Localización: Limnetica, ISSN 0213-8409, Vol. 32, Nº. 1, 2013, págs. 121-138
• Idioma: inglés
• Enlaces
  • Texto completo  1 (pdf)   2 (pdf) 
• Resumen
  • español

    El cangrejo rojo (Procambarus clarkii) es una especie invasora en la mayor parte de su área de distribución actual. Ocupa un estatus trófico clave dentro de las redes tróficas invadidas al ser una especie omnívora que se alimenta de muchos recursos tróficos, además de ser presa de otros consumidores. Tal posición de especie clave, junto con su activa fisiología, hace que sea un vector potencial de contaminantes a posiciones superiores en las redes tróficas, y por lo tanto, un excelente bioindicador de contaminación por metales pesados que ha sido muy utilizado en estudios ecotoxicológicos. En este estudio describimos las redes tróficas de tres humedales mediterráneos de la cuenca del Bajo Guadalquivir (SO, España), que poseen densas poblaciones de P. clarkii y que muestran diferentes grados de afección por contaminación de metales pesados, usando isótopos estables (d13C and d15N). Además, se explora la relación que existe entre las señales isotópicas y las concentraciones de metales pesados (Cu, Zn, Pb, Cd, As) bioacumuladas en sus tejidos. Se detectaron diferencias significativas en las señales isotópicas de carbono y nitrógeno entre las diferentes localidades, mientras que las diferencias temporales sólo fueron reflejadas por la señal del nitrógeno. Los cambios medios que se dan en las señales del carbono y nitrógeno en cada localidad, son debidas a la contribución relativa de los productores primarios autóctonos respecto a la de los alóctonos y cambios en la abundancia de cangrejos a lo largo del tiempo, respectivamente. La descripción de las redes tróficas realizada a través de los isótopos estables distingue entre los sistemas con flujos energéticos basados en detritus, y los basados en productores primarios junto con detritus. Las posiciones tróficas estimadas para los cangrejos e invertebrados en cada localidad fueron bajas, sugiriendo que existe un predominio de la omnivoría y la existencia de un "continuo trófico" mas que la existencia de niveles discretos. Isotópicamente, los cangrejos ocupan una posición de depredador en las redes tróficas que concuerda con el predominio de recursos de origen animal en su dieta. No se encontraron cambios ontogenéticos en la dieta de los distintos estadíos de cangrejo según las señales isotópicas. La localidad con una mayor contaminación de metales pesados mostró una relación directamente proporcional significativa con las señales isotópicas de d 13C y 15N (r= 0.72, p<0.0001), reforzando así su papel como biomarcador

  • English

    The red swamp crayfish (Procambarus clarkii) is an invasive species in most of its current distribution range. As an omnivorous species that feeds on items of many trophic levels and is eaten by many others, it occupies a key trophic position within the invaded food webs. This trophic position, in combination with its active physiology, makes P. clarkii a suitable organism for ecotoxicological studies and, more specifically, a bioindicator of heavy metal pollution. These characteristics also make P. clarkii a likely vector of contaminants toward higher trophic levels. In this study, we (i) describe aquatic food webs in three contrasting Mediterranean wetlands in the lower Guadalquivir River Basin, southwestern Spain, each populated by invasive P. clarkii but having a different heavy metal concentration, (ii) assess the trophic role of crayfish and temporal trends in its diet using stable isotope analysis (d13C and d 15N), and (iii) assess the relationship of crayfish isotopic signatures to the content of heavy metals (Cu, Zn, Pb, Cd, As) bioaccumulated in crayfish body tissues. We detected significant between-site differences in carbon and nitrogen isotopic signatures but found significant between-date differences only for nitrogen signatures. Betweensite changes in carbon and nitrogen isotopes were due primarily to variations in the relative contribution of autochthonous vs. allochthonous primary producers and shifts in crayfish abundance through time, respectively. Isotopic food web models were used to distinguish between systems driven by a detritus-based energy pathway and systems supported by detritus and primary producers. The trophic positions estimated for crayfish and other invertebrates at each site were low, suggesting the prevalence of omnivory and the occurrence of a trophic continuum rather than discrete levels. Isotopically, crayfish occupy a predator position in the observed food webs, which is consistent with the predominance of animal food sources in the species'diet. No significant changes were found between crayfish ontogenetic stages using isotopic ratios. The site with the highest concentration of heavy metals showed the highestd 13C andd 15N values, and a significant correlation was found between five heavy metal elements (As, Cd, Zn. Cu, Pb) measured in crayfish and their nitrogen isotope signatures (r = 0.72, p < 0.0001), thus reinforcing its contamination biomarker role.