Feeding ecology of the most important fish stock in the North Aegean Sea

 
see the original item page
in the repository's web site and access all digital files if the item*
share



PhD thesis (EN)

2008 (EN)
Οικολογία της διατροφής των σημαντικότερων ιχθυαποθεμάτων του Βόρειου Αιγαίου
Feeding ecology of the most important fish stock in the North Aegean Sea

Καραχλέ, Παρασκευή

Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η διερεύνηση της διατροφής των ψαριών, η εκτίμηση των τροφικών επιπέδων, αλλά και η συσχέτισή τους με μορφολογικά χαρακτηριστικά. Στο πλαίσιο αυτό, ερευνήθηκε η διατροφή και υπολογίστηκε το τροφικό επίπεδο για 76 είδη ψαριών από το Β-ΒΔ Αιγαίο. Επιπλέον διερευνήθηκε: (α) αν το τροφικό επίπεδο των ειδών διαφέρει με την εποχή, το φύλο και το μήκος του σώματος, (β) αν υπάρχει διαφορά ανάμεσα στις τοπικές τιμές τροφικού επιπέδου όπως υπολογίστηκαν στην παρούσα έρευνα και στις γενικές τιμές που αναφέρονται για τη Μεσόγειο και στη FishBase και ποια είναι η μεταξύ τους σχέση. Ακόμα, εξετάστηκαν οι σχέσεις μορφομετρικών παραμέτρων οι οποίες σχετίζονται με τη διατροφή με το ολικό μήκος σώματος. Τέλος, οι παραπάνω παράμετροι συσχετίστηκαν με το τροφικό επίπεδο, τόσο καθεμιά ξεχωριστά όσο και όλες μαζί σε συνδυασμό, με σκοπό την ανάπτυξη μοντέλων πρόβλεψης του τροφικού επιπέδου από εύκολα μετρούμενα μορφολογικά χαρακτηριστικά. Οι δειγματοληψίες πραγματοποιήθηκαν στην ευρύτερη περιοχή του Β-ΒΔ Αιγαίου, εποχικά από τον Ιούνιο 2001 ως τον Ιανουάριο 2006, με επαγγελματικά αλιευτικά σκάφη. Συλλέχθηκαν 60 δείγματα, που ανήκαν σε 80 είδη ψαριών (7200 άτομα). Τα ψάρια που συλλέγονταν συντηρούνταν σε διάλυμα φορμόλης 10% και μεταφέρονταν στο εργαστήριο για περαιτέρω ανάλυση. Για κάθε άτομο γίνονταν αναγνώριση σε επίπεδο είδους και στη συνέχεια λαμβάνονταν μετρήσεις μήκους και βάρους σώματος, στόματος, εντέρου και απόστασης οισοφάγου-έδρας. Τέλος, προσδιοριζόταν το φύλο και στη συνέχεια εξετάζονταν το στομαχικό περιεχόμενο. Συνολικά, εξετάστηκε το στομαχικό περιεχόμενο 7124 ατόμων, από 76 είδη ψαριών. Με βάση τις αθροιστικές καμπύλες που κατασκευάστηκαν για τον έλεγχο της επάρκειας του δείγματος για την περιγραφή της διατροφής, βρέθηκε ότι δείγμα από 30-50 στομάχια ανά εποχή και ανά κλάση μήκους, από όλες τις εποχές και κλάσεις μεγέθους, ανάλογα με το είδος, είναι ικανοποιητικό για την καλή περιγραφή της διατροφής και την επαρκή εκτίμηση του τροφικού επιπέδου. Τα είδη που εξετάστηκαν, με βάση τα δεδομένα διατροφής σύμφωνα με την ανάλυση δενδρογράμματος ομαδοποιήθηκαν σε τέσσερις ομάδες. Τα τροφικά αντικείμενα στα οποία οφειλόταν η παραπάνω ομαδοποίηση ήταν: (α) βενθικά μαλάκια για την ομάδα A˙ (β) πολύχαιτοι για την ομάδα B˙ (γ) καρκινοειδή για την ομάδα Γ˙ και (δ) ψάρια για την ομάδα Δ. Οι τιμές τροφικών επιπέδων όπως υπολογίστηκαν από τα δεδομένα διατροφής, κυμάνθηκαν από 2,00 για το Sarpa salpa το οποίο τρέφεται αποκλειστικά με φύκη, έως 4,54 για το Lophius budegassa που τρέφεται αποκλειστικά με ψάρια. Η κατανομή των τιμών τροφικού επιπέδου των 76 ειδών εμφάνισε τρεις κύριες κορυφές, που αντιστοιχούν στα εύρη τροφικού επιπέδου 3,3-3,6, 3,9–4,0, και 4,3-4,4, και μία μικρότερη για εύρος 2,0–2,1. Συνολικά, τα τροφικά επίπεδα της παρούσας έρευνας σχετίζονταν σημαντικά τόσο με τα τροφικά επίπεδα από τη FishBase και τη Μεσόγειο, και η σχέση αυτή ήταν πιο κοντά στο 1:1 στη δεύτερη περίπτωση. Ένα από τα ερωτήματα της παρούσας έρευνας ήταν να ελεγχθεί αν η εποχή, το φύλο και το μήκος επηρεάζουν σημαντικά τις εκτιμήσεις του τροφικού επιπέδου, και αν υπάρχουν διαφορές ανάμεσα στις διάφορες πηγές του τροφικού επιπέδου (δηλαδή τοπικές σε σχέση με γενικές εκτιμήσεις του τροφικού επιπέδου, όπως αυτές δίνονται στη FishBase και όπως έχουν εκτιμηθεί στο παρελθόν για τη Μεσόγειο). Όλες οι εκτιμήσεις και υπολογισμοί που έγιναν, έδειξαν ότι η επίδραση του φύλου ήταν πολύ μικρή, ενώ η επίδραση της εποχής και του μήκους ήταν εξίσου σημαντικές. Τέλος, η πηγή προέλευσης είχε μια ενδιάμεση επίδραση. Επιπλέον, όταν δεν είναι διαθέσιμες τοπικές τιμές τροφικού επιπέδου, αλλά απαιτούνται για την ανάπτυξη τοπικών οικολογικών δεικτών μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι τιμές από τη FishBase. Σε ό,τι αφορά τα μορφομετρικά χαρακτηριστικά, το αλλομετρικό μοντέλο αύξησης με το μήκος σώματος βρέθηκε να ισχύει στην πλειονότητα των ειδών που εξετάστηκαν. Ιδιαίτερα για το μήκος εντέρου, η υπόθεση της αλλομετρικής αύξησης του μήκους του με το μήκος του σώματος χρήζει περαιτέρω διερεύνησης, αφού το μοντέλο ίσχυε στις μισές από τις περιπτώσεις που διερευνήθηκαν. Επιπρόσθετα, βρέθηκε ότι υπάρχει άμεση σχέση ανάμεσα στις τροφικές συνήθειες και τα μορφολογικά χαρακτηριστικά που εξετάστηκαν, αφού για το ίδιο μήκος σώματος: α) τα σαρκοφάγα ψάρια έχουν μεγαλύτερο άνοιγμα στόματος, ύψος, περίμετρο και επιφάνεια ουραίου πτερυγίου από ό,τι τα παμφάγα, και β) τα παμφάγα ψάρια έχουν μεγαλύτερο μήκος εντέρου από ό,τι τα σαρκοφάγα. Τόσο οι εντερικοί δείκτες που διερευνήθηκαν, όσο και η αναλογία ουραίου πτερυγίου, δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ταξινόμηση του είδους σε τροφική ομάδα. Αυτό οφείλεται στη μεγάλη επικάλυψη τιμών που βρέθηκε ανάμεσα στις διαφορετικές τροφικές ομάδες. Μπορούν μόνο να χρησιμοποιηθούν για μια προκαταρτική εκτίμηση των τροφικών συνηθειών ενός είδους. Μέσα στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής έγιναν οι συσχετίσεις όλων των μορφομετρικών χαρακτηριστικών που διερευνήθηκαν, με τα τροφικά επίπεδα των ειδών, τόσο για τις μέσες όσο και για τις μέγιστες τιμές των χαρακτηριστικών. Στόχος ήταν η διερεύνηση σχέσεων υπολογισμού του τροφικού επιπέδου από εύκολα μετρήσιμα μορφολογικά χαρακτηριστικά. Σε ό,τι αφορά στη σχέση του τροφικού επιπέδου με το κάθε χαρακτηριστικό ξεχωριστά, αυτή βρέθηκε να είναι σημαντική για: (α) το μέγιστο μήκος σώματος όπως αυτό καταγράφεται στη FishBase, όσο και με το αντίστοιχο στην παρούσα έρευνα, τις παραμέτρους a και b της εξίσωσης μήκους-βάρους, (β) τόσο τη μέση όσο και τη μέγιστη επιφάνεια στόματος, (γ) το μέσο μήκος εντέρου, (δ) τη μέγιστη περίμετρο ουραίου πτερυγίου, και (ε) τη μέση και μέγιστη επιφάνεια ουραίου πτερυγίου. Για την κατασκευή των μοντέλων σχέσης του τροφικού επιπέδου με το σύνολο των μορφομετρικών χαρακτηριστικών χρησιμοποιήθηκαν 55 συνολικά είδη. Τελικά, εντοπίστηκαν δύο γενικά μοντέλα στα οποία παρέμειναν οι εξής παράμετροι: η επιφάνεια στόματος, το μήκος εντέρου και το ύψος ουράς. Τα μοντέλα αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εκτίμηση τροφικού επιπέδου, όταν δεν υπάρχουν στοιχεία διατροφής, αλλά μορφομετρικές μετρήσεις που μπορούν να ληφθούν πιο εύκολα
The diet was studied and trophic levels were estimated for 76 fishes from the N-NW Aegean Sea. The relationship between trophic levels and morphologic characteristics related to feeding (i.e. mouth, gut and tail) was also explored. Additionally, the following were examined: (a) whether species’ trophic level varies with season, sex and body length, (b) if there is a difference between local trophic level estimates, as those presented here, and general values previously reported from the Mediterranean and those from FishBase, and (c) the relationship between local and general values. Furthermore, the relationships between morphologic characteristics that are related to feeding and total body length were explored. Finally, all the above parameters were related to trophic level, both separately and all combined, for the development of models for the estimation of trophic levels from morphologic characteristics that are easy to obtain. Samplings were conducted in the area of N-NW Aegean, on a seasonal basis, June 2001-January 2006, using professional fishing vessels. A total of 60 samples were collected, comprised of 80 fish species (7200 individuals). Fish were stored in 10% formalin solution and brought to the laboratory for further analyses. Each individual was identified to a species level and measured for body length (i.e. total, fork and standard length), weight, mouth, gut and esophagus-anus distance. Finally, sex was determined and stomach content was examined. Overall, stomach content of 7124 individuals, 76 fishes, was examined. Based on cumulative curves for checking the adequacy of the number of stomachs examined per species for the general description of its diet, a sample of 30-50 stomachs per season and length class, from all seasons and length classes, according to species, is sufficient for a good description of the diet and estimation of trophic level. The species examined, based on feeding data, according to multivariate analysis, formed four distinct groups. Food items responsible for this grouping were: (i) benthic mollusks for Group A; (ii) polychaets for Group B; (iii) crustaceans for Group C; and (iv) fishes for Group D. Trophic level values ranged from 2.00 for Sarpa salpa, which feeds on algae, to 4,54 for Lophius budegassa, which preys exclusively on other fishes. The distribution of trophic level values of the 76 species displayed three main modes, at 3.3-3.6, 3.9–4.0, and 4.3-4.4 trophic level units, and a minor one at 2.0–2.1 units. Trophic levels estimated in the present study were positively related to those from FishBase and the Mediterranean, and the relationship was closer to 1:1 in the latter case. One of the questions addressed in this study was whether season, sex and body length effect trophic level estimates, and if there are differences among various trophic level sources (i.e. local vs. general estimates). According to the results, the effect of sex was of minor importance, whereas that of season and length equally important and higher than that of sex. Finally, the effect of source had an intermediate effect. Additionally, when local trophic level values are not available, but necessary for the development of ecological indices, they can by replaced by those from FishBase. As far as the morphologic characteristics were concerned, their relationship with total body length was found allometric for the majority of species examined. In the case of gut length, the hypothesis of its allometric growth with total body length needs further investigation, since such an allometric relationship was found only for half of the examined species. Additionally, the morphologic characteristics examined were related to the species’ feeding habits, since for the same body length: a) carnivores display a larger mouth opening, tail height, perimeter and area; and b) omnivores display a greater gut length than carnivores. All intestinal indices examined and tail aspect ratio cannot be used for the classification of a species into a trophic group, due to the great value overall between the different trophic groups. They can only be used for a preliminary estimation of feeding habits. In this study all morphologic characteristics (mean and maximum values) were related to trophic level, in order to establish equations of trophic level estimation from measurements that are easiest to obtain. The relationships between trophic level and each characteristic separately was statistically significant for the following: (a) maximum body length as reported in FishBase, and as recorded in the present study; (b) the parameters a and b of the length-weight relationship; (c) mean and maximum mouth area; (d) mean gut length, (e) maximum tail perimeter; and (f) mean and maximum tail area. When trophic levels were related to all characteristics combined, two models were developed, that related trophic level to three characteristics, namely mouth area, gut length and tail height. These models can be used for the estimation of trophic levels when no feeding data are available

PhD Thesis / Διδακτορική Διατριβή
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis

Fishes, Ecology, Greece
Στόμα
Ψάρια, Τροφοδοσία και τροφές, Ελλάδα
Mouth
Tail
Ουραίο πτερύγιο
Fish morphology
Εντερο
Ψάρια, Οικολογία, Ελλάδα
Μορφολογία ψαριών
Fishes, Feeding and feeds, Greece
Guts

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης (EL)
Aristotle University of Thessaloniki (EN)

Greek
English

2008
2009-06-21T21:00:00Z


Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Σχολή Θετικών Επιστημών, Τμήμα Βιολογίας

This record is part of 'IKEE', the Institutional Repository of Aristotle University of Thessaloniki's Library and Information Centre found at http://ikee.lib.auth.gr. Unless otherwise stated above, the record metadata were created by and belong to Aristotle University of Thessaloniki Library, Greece and are made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). Unless otherwise stated in the record, the content and copyright of files and fulltext documents belong to their respective authors. Out-of-copyright content that was digitized, converted, processed, modified, etc by AUTh Library, is made available to the public under Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International license (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0). You are kindly requested to make a reference to AUTh Library and the URL of the record containing the resource whenever you make use of this material.
info:eu-repo/semantics/openAccess



*Institutions are responsible for keeping their URLs functional (digital file, item page in repository site)