Carbon transfer from dissolved organic carbon to the cladoceranBosmina: a mesocosm study

Abstract

-A mesocosm study illuminated possible transfer pathways for dissolved organic carbon from the water column to zooplankton. Organic carbon was added as 13 C enriched glucose to 15 mesocosms filled with natural lake water. Stable isotope analysis and phospholipid fatty acids-based stable isotope probing were used to trace the incorporation of 13 C into the cladoceran Bosmina and its potential food items. Glucose-C was shown to be assimilated into phytoplankton (including fungi and heterotrophic protists), bacteria and Bosmina, all of which became enriched with 13 C during the experiment. The study suggests that bacteria play an important role in the transfer of glucose-C to Bosmina. Furthermore, osmotic algae, fungi and heterotrophic protists might also contribute to the isotopic signature changes observed in Bosmina. These findings help to clarify the contribution of dissolved organic carbon to zooplankton and its potential pathways.Keywords: t-DOC / bacteria / Bosmina / PLFA-SIP Résumé -Transfert de carbone du carbone organique dissous au cladocère Bosmina : une étude en mésocosmes. Une étude de mésocosmes a permis d'éclairer les voies de transfert possibles pour le carbone organique dissous de la colonne d'eau au zooplancton. Le carbone organique a été ajouté sous forme de glucose enrichi en 13 C à 15 mésocosmes remplis d'eau naturelle du lac. Une analyse d'isotope stable et un marqueur isotopique stable à base de phospholipides ont été utilisés pour tracer l'incorporation du 13 C dans le cladocère Bosmina et ses sources alimentaires potentielles. On a montré que le glucose-C était assimilé dans le phytoplancton (y compris les champignons et les protistes hétérotrophes), les bactéries et Bosmina, qui ont tous été enrichis en 13 C pendant l'expérience. L'étude suggère que les bactéries jouent un rôle important dans le transfert du glucose-C à Bosmina. En outre, les algues, les champignons et les protistes hétérotrophes pourraient également contribuer aux changements de signature isotopique observés chez Bosmina. Ces résultats permettent de clarifier la contribution du carbone organique dissous au zooplancton et ses voies potentielles.Mots-clés : t-DOC / bactérie / Bosmina / PLFA-SIP As a constituent of organic carbon content of lakes, terrestrial dissolved organic carbon (t-DOC) has significant ecological effects on food webs by serving as a substrate for heterotrophic metabolism (Tranvik, 1998;Karlsson et al., 2003;Solomon et al., 2015). Despite evidence of terrestrial support for secondary production in lakes (Berggren et al., 2010a,b;Tanentzap et al., 2015), the transfer of t-DOC to higher trophic levels remains contentious (Ducklow et al., 1986;Brett et al., 2012;Kelly et al., 2016).Previous studies have used mesocosms with artificial t-DOC additions to address whether t-DOC affects zooplankton. Most published studies report zooplankton density increases after t-DOC input (Faithful et al., 2011;Cooke et al., 2015;Geddes, 2015). However, Kelly et al. (2016) suggested that it is the increase t-DOC-a...