Community structure and food web dynamics in Devils Hole, Nevada

Authors: Wilson, KP1, Blinn, DW1, Threloff, D2, Herbst, D3

Year: 2000 (xxxii)

Abstract

Estimates of allochthonous and autochthonous carbon mass were measured in Devils Hole, Nevada, to determine the seasonal importance of each in the diet of the endangered Devils Hole pupfish, Cyprinodon diabolis. Diet and stable isotope analyses were also employed to examine seasonal variability of carbon sources for C. diabolis. Solar energy was monitored continuously and litter traps (allochthonous input) were collected at 4-wk intervals for one year. Algal and invertebrate composition and biomass were measured at bimonthly intervals. Primary productivity and total ecosystem metabolism were also estimated at bimonthly intervals. Terrestrial plants made up approximately 57% of the allochthonous input during the year with the greatest input in December and April. Seasonal composition and biomass of autochthonous carbon is directly related to solar energy input. Daily light energy during the summer, with a maximum of 3 h of direct light, ranged from 200 mEm -2 s-1 to 1350 mEm-2 s-1 compared to a maximum of only 30 mE*m -2 s-1 during the winter when no direct light reached the system. Mean algal biomass in the summer was 24.50 g AFDM m 2 (SE ±6.4) and composed of dense cyanobacterial mats and Spirogyra sp. filaments, while average winter biomass was 5.50 g AFDM m 2 (±2.5) and composed largely of diatoms and Oscillatoria spp. Annual invertebrate biomass averaged 0.47 g AFDM m 2 (±0.04) and was dominated by the snail Tryonia variegata . Diets of C. diabolis revealed large quantities of carbonate crystals, detritus, and diatoms. Gut content analysis also showed small numbers of Stenelmis calida , Liodessus affinis , T. variegata , and Hyalella sp. in 30% of the fish examined. Preliminary multiple stable isotope analysis showed a depletion of d13C from October 1999 to February 2000. October values ranged from -28.5 to -24.5 ppt, while February values ranged from -29 to -31 ppt. This suggests C. diabolis utilizes different carbon sources during the year. The implications of the trophic status of the flatworm Dugesia dorotocephala on the pupfish population is discussed.

Resumen

Estructura de la comunidad y dinámica de la trama trófica en Devils Hole, Nevada Se realizaron estimaciones de carbono alóctono y autóctono en Devils Hole, Nevada [EUA] con el fin de determinar su importancia estacional en la dieta del cachorrito de Devils Hole, Cyprinodon diabolis, especie en peligro. Los análisis de la dieta y de isótopos estables también se utilizaron para analizar la variabilidad estacional de las fuentes de carbono para C. diabolis . Se hizo un monitoreo continuo de la energía solar y se colectaron trampas de desecho (entrada de alóctonos) a intervalos de cuatro semanas durante un año. Se registró la composición y biomasa de algas e invertebrados cada dos meses, así como la productividad primaria y el metabolismo total del ecosistema. Los vegetales terrestres representaron casi 57% de la entrada anual de alóctonos, con máximos registrados en diciembre y abril. La composición estacional y la biomasa de carbón alóctono mostró una relación directa con la entrada de energía solar. El rango de la energía luminosa diaria durante el verano, con máximo de tres horas de luz directa, fue de 200 mE/m 2/s a 1,350 mE/m 2/s comparado con un máximo de tan sólo 30 mE/m 2/s durante el invierno cuando el sistema no recibió luz directa. En verano la biomasa media de algas fue de 24.5 g AFDM/m 2 (SE ± 6.4), compuesta de densos tapetes de cianobacterias y de filamentos de Spirogyra sp., en tanto que en invierno la biomasa media fue de 5.5 g AFDM/m 2 (± 2.5) y se componía sobre todo de diatomeas y de Oscillatoria spp. La biomasa media anual de invertebrados fue de 0.47 g AFDM/m2 ( ± 0.04) y estuvo dominada por el caracol Tryonia variegata . La dieta de C. diabolis mostró gran cantidad de cristales de carbonato, detritus y diatomeas. El análisis de los contenidos estomacales mostró también la presencia de unos cuantos especimenes de Stenelmis calida , Liodessus affinis , T. variegata , y Hyalella sp. en el 30% de los peces examinados. El análisis pre liminar de múltiples isótopos estables mostró la depleción de d13C de octubre de 1999 a febrero de 2000. En octubre el rango de valores fue de -28.5 a -24.5 ppm, mientras que en febrero el rango fue de -29 a -31 ppm. Esto sugiere que C. diabolis utiliza diferentes fuentes de carbono a lo largo del año. Se discute las implicaciones del estatus trófico del gusano plano Dugesia dorotocephala en la población del cachorrito.