Trophic relationship between the parasitic isopod ichthyoxenus japonensis and the fish carassius auratus auratus as revealed by stable isotopes

Stable carbon and nitrogen isotope analysis was used to investigate the host-parasite trophic relationship between the parasitic isopod Ichthyoxenus japonensis and one of its freshwater fish host Carassius auratus auratus from Lake Fuxian, China. No significant differences in delta C-13 and delta N-15 were observed between the heterosexual pairs of I. japonensis in the same host. delta C-13 and delta N-15 of I. japonensis were significantly lower than those of its host fish, and the isotopic ratios of the isopod increased with the increase of host fish isotopic signatures. Unlike isotopic fractionation patterns generally observed among consumers and their diets, isopod parasite was delta C-13 and N-15 depleted relative to the muscle tissue of this host fish. Differential isotopic fractionation patterns in the isopod parasite and the fish may be attributed to differences in parasite and host metabolism.

Stable isotopes challenge the perception of ocean sunfish Mola mola as obligate jellyfish predators

Evidence is provided from stable isotope analysis that aggregations of small ocean sunfish Mola mola (total length <1 m) feed broadly within coastal food webs and their classification as obligate predators of gelatinous zooplankton requires revision.

Young, Old, and Weathered Carbon—Part 1: Using Radiocarbon and Stable Isotopes to Identify Carbon Sources in an Alkaline, Humic Lake

This article presents a case study of Lower Lough Erne, a humic, alkaline lake in northwest Ireland, and uses the radiocarbon method to determine the source and age of carbon to establish whether terrestrial carbon is utilized by heterotrophic organisms or buried in sediment. Stepped combustion was used to estimate the degree of the burial of terrestrial carbon in surface sediment. ∆14C, δ13C, and δ15N values were measured for phytoplankton, dissolved inorganic carbon (DIC), dissolved organic carbon (DOC), and particulate organic carbon (POC). ∆14C values were used to indicate the presence of different sources of carbon, including bedrock-derived inorganic carbon, “modern,” “recent,” “subsurface,” and “subfossil” terrestrial carbon in the lake. The use of 14C in conjunction with novel methods (e.g. stepped combustion) allows the determination of the pathway of terrestrial carbon in the system, which has implications for regional and global carbon cycling.

Young, Old, and Weathered Carbon—Part 2: Using Radiocarbon and Stable Isotopes to Identify Terrestrial Carbon Support of the Food Web in an Alkaline, Humic Lake

Carbon (C) and nitrogen (N) stable isotope analysis (SIA) has been used to identify the terrestrial subsidy of freshwater food webs. However, SIA fails to differentiate between the contributions of old and recently fixed terrestrial C and consequently cannot fully determine the source, age, and biochemical quality of terrestrial carbon. Natural abundance radiocarbon (∆14C) was used to examine the age and origin of carbon in Lower Lough Erne, Northern Ireland. 14C and stable isotope values were obtained from invertebrate, algae, and fish samples, and the results indicate that terrestrial organic C is evident at all trophic levels. High winter δ15N values in calanoid zooplankton (δ15N = 24‰) relative to phytoplankton and particulate organic matter (δ15N = 6‰ and 12‰, respectively) may reflect several microbial trophic levels between terrestrial C and calanoid invertebrates. Winter and summer calanoid ∆14C values show a seasonal switch between autochthonous and terrestrial carbon sources. Fish ∆14C values indicate terrestrial support at the highest trophic levels in littoral and pelagic food webs. 14C therefore is useful in attributing the source of carbon in freshwater in addition to tracing the pathway of terrestrial carbon through the food web.

Using radiocarbon and stable isotopes to identify sediment carbon sources in an alkaline, humic lake.

We present a pilot study that uses the radiocarbon (∆14C) method to determine the source of carbon buried in the surface sediment of Lough Erne, a humic, alkaline lake in northwest Ireland. ∆14C, δ13C and δ15N values were measured from phytoplankton, dissolved inorganic, dissolved organic and particulate organic carbon. A novel radiocarbon method, Stepped Combustion1 was used to estimate the degree of the burial of terrestrial carbon in surface sediment. The ∆14C values of the low temperature fractions were comparable to algal ∆14C, while the high temperature fractions were 14C-depleted (older than bulk sediment). The ∆14C end-member model indicated that ~64% of carbon in surface sediment was derived from detrital terrestrial carbon. The use of ∆14C in conjunction with stepped combustion allows the quantification of the pathways of terrestrial carbon in the system, which has implications for regional and global carbon burial.
1McGeehin, J., Burr, G.S., Jull, A.J.T., Reines, D., Gosse, J., Davis, P.T., Muhs, D., and Southon, J.R., 2001, Stepped-combustion C-14 dating of sediment: A comparison with established techniques: Radiocarbon, v. 43, p. 255-261.

Tracing coastal organic enrichment: stable isotopes and biotic indices

Neste trabalho foi efectuada uma avaliação integrada usando descritores sedimentares e biológicos ao nível da espécie e da comunidade e índices bióticos de síntese para o traçamento do enriquecimento orgânico numa região, com características dispersivas, da costa Oeste de Portugal. Na área estudada existem gradientes ambientais e biológicos relacionados com a heterogeneidade da paisagem sedimentar, a qual inclui sedimentos desde areias finas limpas a vasas. Contudo, na área próxima do emissário, esta paisagem é mais homogénea e constituída por areia fina com baixo teor em finos. Nesta região, alguns dos descritores estudados deram uma indicação coerente de alterações ambientais associadas ao enriquecimento orgânico. O potencial de oxidação - redução mostrou valores negativos até 250 m do emissário, o que indicia que a degradação da matéria orgânica que entra no sistema cria condições reduzidas no sedimento. Os isótopos estáveis de carbono e azoto no sedimento diferenciam a área mais próxima do emissário, que apresenta uma depleção de acordo com uma origem terrestre da matéria orgânica naquela parte da plataforma. Uma imagem similar foi obtida pela análise dos isótopos estáveis na macrofauna que diagnosticou a origem terrestre da matéria orgânica consumida. A composição específica e a abundância das comunidades bentónicas também são significativamente diferentes junto ao emissário, onde são dominadas por espécies oportunistas, tolerantes ao enriquecimento orgânico. No entanto, os índices bióticos em validação no âmbito da implementação da Directiva Quadro da Água, não foram eficientes a mostrar as alterações bentónicas associadas ao enriquecimento orgânico apesar de alguns índices se basearem nos limiares de tolerância/sensibilidade a este tipo de perturbação. Apesar deste caso de estudo reflectir um enriquecimento orgânico moderado, uma vez que não foram detectadas alterações sedimentares ou acumulação de matéria orgânica, nem um significativo empobrecimento das comunidades biológicas junto ao emissário, a análise ao nível dos índices bióticos de síntese pode levar à perda de informação essencial e, portanto, prejudicar a nossa capacidade de diagnóstico devendo ser usados com cuidado. A análise do conjunto de dados da composição específica forneceu uma imagem mais precisa da perturbação ambiental e descritores específicos, tais como os isótopos estáveis, permitiram uma melhor compreensão da extensão espacial do enriquecimento orgânico.