Isotopic reconstruction of marine food webs using cephalopod beaks: new insight from captively raised Sepia officinalis

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Abstract

Cephalopod beaks are a valuable source of material for stable isotope analysis to reconstruct the feeding ecology of cephalopods and their predators. We conducted a controlled captive-rearing experiment on the cuttlefish Sepia officinalis L., 1758 to 10 months of age. During the first and second months of life, animals were fed mysids (Mysidopsis sp.) and shrimp (Palaemonetes pugio Holthuis, 1949), but after 2 months, they were fed a homogeneous diet of shrimp (Farfantepenaeus aztecus (Ives, 1891) and Litopenaeus setiferus (L., 1767)) until sampling. Soft tissues such as buccal mass, arm, and mantle were enriched in 15N over the shrimp diet by about 3.3‰, with little change in 13C, a result in keeping with previous findings for other marine predators. However, beaks showed little isotopic enrichment over the diets at the time of beak formation, with the beak rostral tips representing the neonatal diet and the remaining beak material representing the adult (shrimp) diet. Additionally, for four wild cephalopod species (Todaropsis eblanae (Ball, 1841), Illex coindetii (Verany, 1839), Loligo vulgaris (Lamarck, 1798), and S. officinalis) obtained commercially in France, we measured δ13C and δ15N values in lower beaks and soft tissues. Similar to the results of our captive study, soft tissues were consistently enriched in 15N over beaks by an average of 4.8‰ (range 3.9‰–6.1‰) but were slightly depleted in 13C by 0.8‰ (0.7‰–1.2‰). The isotopic measurement of cephalopod beaks can thus be used to directly trace the isotopic composition of cephalopod diets and will be a powerful tool in the reconstruction of higher-trophic-level predators of cephalopods, since beaks are often the only material remaining for analysis from field samples.

Les becs des céphalopodes représentent une source importante de tissu pour les analyses d'isotopes stables qui visent à reconstituer l'écologie de l'alimentation chez les céphalopodes et leurs prédateurs. Nous avons mené une expérience contrôlée d'élevage en captivité de la seiche commune, Sepia officinalis L., 1758, jusqu'à l'âge de 10 mois. Durant les deux premiers mois de leur vie, les animaux se sont nourris de mysidés (Mysidopsissp.) et de crevettes (Palaemonetes pugioHolthuis, 1949), mais après 2 mois, ils ont reçu un régime alimentaire homogène de crevettes (Farfantepenaeus aztecus(Ives, 1891) et Litopenaeus setiferus(L., 1767)) jusqu'à leur prélèvement. Les tissus mous, tels que la masse buccale, les bras et le manteau, s'enrichissent en 15N d'environ 3,3 ‰ avec le régime de crevettes, mais les concentrations de 13C changent peu, ce qui est en accord avec les observations faites chez d'autres prédateurs marins. En revanche, les becs subissent peu d'enrichissement isotopique durant leur formation sous les divers régimes; le bout du bec représente le régime du nouveau-né et le reste du tissu du bec le régime (de crevettes) de l'adulte. De plus, nous avons mesuré les valeurs de δ13C et de δ15N dans les parties inférieures du bec et dans les tissus mous chez quatre espèces sauvages de céphalopodes (Todaropsis eblanae (Ball, 1841), Illex coindetii(Verany, 1839), Loligo vulgaris (Lamarck, 1798) et S. officinalis) obtenus commercialement en France. Comme dans notre étude en captivité, les tissus mous sont uniformément enrichis en 15N de 4,8 ‰ (étendue 3,9 ‰ – 6,1 ‰) par rapport aux becs, mais légèrement appauvris en 13C de 0,8 ‰ (0,7 ‰ – 1,2 ‰). Les dosages des isotopes dans les becs de céphalopodes peuvent donc servir à retracer directement la composition isotopique des régimes alimentaires de céphalopodes; ils pourraient aussi devenir des outils puissants pour la reconstitution des régimes alimentaires chez les prédateurs de niveau élevé des céphalopodes, puisque les becs sont souvent les seuls tissus disponibles pour analyse dans les prélèvements de terrain.

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