Effects of incubation conditions on nutrient mineralisation rates in fish and shrimp

Abstract

Consumer mineralisation of nutrients can affect ecosystem processes, such as primary productivity, community respiration and biogeochemical cycling. Researchers have not tested, however, the influence of standard incubation methods on mineralisation rates. Therefore, the influence of varied incubation methods on consumer mineralisation rates is poorly understood. Here, we investigated how incubation conditions affected the mineralisation rates of ammonium and phosphate of two species of fish and two species of shrimp. For each species, we measured mineralisation rates during the day and at night in two incubation environments (standard and modified to reduce stress). We also estimated the effect of conspecific density (1, 3 or 5 individuals) and the duration of incubation (after 15, 30, 45, 60 and 75 min) on mineralisation for a species of shrimp. Our results indicated mass‐specific N mineralisation by three species was influenced by the time of day, and for two of the species, mass‐specific N mineralisation was also influenced by incubation conditions. Mass‐specific mineralisation rates for both N and P by a species of shrimp decreased significantly with increasing incubation time, but we did not detect significant differences in mineralisation among incubation durations or densities for either element. Mass‐specific mineralisation rates for P were negatively correlated with body size for all studied species, as previously reported. Only the two species of shrimp showed the expected negative relationship between mass‐specific N mineralisation rates and body size. Our results suggest that the mechanisms by which organisms excrete elements are differentially influenced by incubation conditions. Our study highlights the need to develop methods specific to the organisms of interest, especially the duration and the time of day of the incubation. Additionally, our attempt to influence mineralisation rates by modifying chamber design was mostly ineffective, indicating that this measure may not be a priority for future studies.

Papel Dos Peixes Na Reciclagem De Nutrientes Em Riachos Tropicais

“…Contudo, os trabalhos existentes apresentam diferentes metodologias de coleta (Atkinson et al 2017), o que às vezes dificulta a comparação de taxas de excreção e egestão. As diferentes metodologias de coleta e de incubação podem afetar diretamente os resultados e as conclusões dos diversos estudos (Whiles et al 2009, Oliveira-Cunha et al 2018. As etapas para realizar medidas de taxas de excreção e egestão são as seguintes:…”

“…O estresse fisiológico induzido nos peixes durante a captura representa um desafio metodológico para pesquisadores que investigam o papel dos consumidores na ciclagem de nutrientes. Estudos discutem o efeito da captura e manuseio dos peixes sobre as taxas de excreção (Whiles et al 2009, Oliveira-Cunha et al 2018. Quando sob influência do estresse, os animais tendem a excretar mais, devido ao aumento da atividade e aceleração do metabolismo (Randall & Tsui 2002, Whiles et al 2009.…”

“…A produção de amônia é maior durante as horas de alimentação, o que leva a maiores taxas de excreção devido a sua alta toxicidade no organismo (Randall & Tsui 2002). Portanto, organismos noturnos amostrados durante o dia podem ter sua taxa de excreção de N subestimada (Capps & Flecker 2013a, Oliveira-Cunha et al 2018. Experimentos realizados com uma espécie tipicamente diurna (Bryconamericus microcephalus -Characiformes, Characidae) e uma espécie mais noturna (Characidium japuhybense -Characiformes, Crenuchidae) mostrou que as taxas de excreção de N eram maiores no maior período de atividade de cada espécie, mas não teve diferença para P (Oliveira-Cunha et al 2018).…”

“…Além do processo de captura, o manuseio e local de incubação também podem alterar as taxas de excreção dos peixes. Oliveira-Cunha et al (2018) buscaram compreender se as condições durante a incubação podem alterar taxas de excreção de N e P, usando um tratamento padrão (apenas peixes dentro de sacos plásticos) e um outro, tentando minimizar o estresse, com saco coberto com folhas para uma espécie bentônica, e com o saco plástico colocado à deriva no meio do rio, para uma espécie nectônica (Figura 5). O tratamento com minimização de estresse levou a taxas de excreção de N menores para a espécie nectônica (B. microcephalus), mas a espécie bentônica não foi afetada pelo tipo de incubação.…”

“…A determinação do tempo de incubação também é um fator de extrema importância, pois caso esse tempo seja curto demais, a taxa de excreção pode ser superestimada, devido ao estresse inicial causado pelo manuseio (handling stress), ou subestimada. Nos primeiros minutos de incubação ocorre alta taxa de remineralização devido à aceleração do metabolismo, relacionando-se isso ao aumento do estresse devido ao manuseio (Whiles et al 2009, Oliveira-Cunha et al 2018. Por exemplo, alguns estudos indicam retirar uma amostra de água para análise de nutrientes após os primeiros 15 minutos para medir o efeito do estresse por manuseio (Whiles et al 2009, Oliveira-Cunha et al 2018.…”