The different roles of crayfish in benthic food webs

Abstract

I show that crayfish consume detritus, algae, macrophytes, and an array of invertebrates. Crayfish were found to reduce invertebrate densities. However, prey mobility seemed to be a key factor regulating the strength of interactions between crayfish and prey.



Since crayfish seek to maximize growth, they benefit from feeding on invertebrates, shown to promote high growth rates. I found crayfish to increase their intake of invertebrate prey in eutrophic lakes. This suggests that crayfish have different roles in different lakes, they seem to be predators in eutrophic lakes and more like primary consumers in oligotrophic lakes. In lakes where crayfish are predacious they elongate the food chain between basal resources (i.e. detritus and algae) and top predators like perch. This since perch are likely to prey heavily on crayfish when these were available.



Moreover, I found crayfish to be larger in eutrophic lakes, this indicates that they grow faster in eutrophic waters. The rationale behind this conclusion is that the mean sizes of crayfish, possible to catch in baited traps, at the beginning of each growing season (summer) would be very similar between populations due to intensive harvest the previous autumn. Consequently, I interpreted the differences in mean size of crayfish at the end of the growing season (when harvest starts) to be a measure of growth differences between populations.



Furthermore, the results of this thesis indicate that omnivores like crayfish could derive carbon from some food sources and simultaneously derive nitrogen from other sources. I found periphyton to be the chief ultimate nitrogen source for crayfish in streams. About half of the nitrogen seemed to come from direct consumption of algae and the other half via consumption of invertebrates that in turn relied on periphyton as their chief nitrogen source. In contrast, I found no clear trend regarding ultimate carbon sources for stream crayfish. In addition, these findings suggest that omnivorous organisms potentially could be at different trophic level with respect to different elements.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Vad pysslar kräftorna med?



Kräftor äter allt! Jag har visat att kräftor äter gamla blad från träd, alger, vattenväxter och även smådjur som till exempel sländlarver, iglar och sövattensgråsuggor. Dessa olika typer av mat har olika näringsvärde. Om vi jämför med vad vi äter så är det ju uppenbart att t.ex. västerbottenpaj och kokta kräftor har olika näringsvärde. Pajen innehåller MYCKET fett medan kräftorna innehåller mycket protein, i alla fall om man räknar bort skalen. Maten som kräftorna äter (och den vi äter också för den delen) kommer dessutom från olika trofiska nivåer. Olika trofiska nivåer är till exempel primärproducenter, primärkonsumenter, och rovdjur. På den afrikanska savannen, till exempel, motsvaras dessa nivåer av gräs (primärproducenter), gnuer (primärkonsumenter, i detta fall betare), och lejon (rovdjur).



Det har tidigare visats att kräftor påverkar hur snabbt nedfallna löv äts upp i sjöar och åar. Man har också visat att kräftor kan äta upp den största delen av både alger och vattenväxter i vissa vatten. I experimentella studier har det till och med visat sig att kräftor påverkar antalet smådjur. Detta dels via predation (d.v.s. genom att kräftorna åt upp de andra djuren) och dels genom att smådjuren flyr fältet när det finns kräftor i närheten. Tidigare studier har visat att kräftor har stor påverkan på långsamma djur men verkar inte ha någon negativ effekt på snabba djur som är svårare att fånga. Detta stämmer väl med mina resultat som visar att antalet långsamma djur påverkas negativt av kräftor medan djur som är snabba eller lever nedgrävda i sedimentet påverkas mindre. Till exempel kunde jag inte hitta någon negativ effekt av kräftor på öringyngels tillväxt eller överlevnad, men så är ju fiskar jämförelsevis snabba.



I tidigare studier har det visats att kräftor växer snabbare om de utfodras med proteinrik föda. Dessutom är det känt att stora kräfthonor får fler ägg och yngel än mindre honor. Stora hanar vinner dessutom över mindre hanar i händelse av slagsmål. Sammantaget borde detta betyda att kräftor försöker äta så mycket smådjur som möjligt eftersom dessa innehåller stor andel protein. Smådjur är dessutom jämförelsevis lättsmälta och innehåller inte några större mängder kostfiber. De kräftor som äter mycket smådjur (proteinrik föda) borde växa snabbare och därmed få fler barn. Jag upptäckte att kräftor i näringsrika sjöar åt en större andel smådjur än de kräftor som levde i näringsfattiga sjöar. Detta tycker jag är helt i enlighet med de förväntningar man kan ha om man utgår ifrån att kräftor vill växa snabbt. Samtidigt innebär skillnaderna i kräftors födoval mellan näringsrika och näringsfattiga sjöar att kräftorna antar olika roller i olika sjöar. De är vegetarianer i näringsfattiga sjöar och rovdjur i näringsrika sjöar.



Kräftor är den viktigaste maten för abborrar i många sjöar. Det leder till



att kräftorna kommer att öka avståndet mellan botten och toppen på födokedjan i de sjöar där de är rovdjur. Kedjan kommer att se ut på följande vis: primärproducenter (växter) till primärkonsumenter (smådjur) till kräftor (rovdjur) till abborrar (topp-rovdjur), d.v.s. fyra steg istället för tre som vore fallet om kräftorna antog rollen som primärkonsumenter. Sammantaget kan man säga att jag funnit att födokedjans längd i sjöar påverkas av kräftors födoval, vilket i sin tur påverkas av om sjön är näringsrik eller inte.



Jag fann även att kräftorna i snitt var större i näringsrika sjöar. De flesta kräftorna över minimimåttet i svenska vatten fångas under kräftfiskesäsongen. Visserligen finns inget lagstadgat minimimått längre, men i de flesta sjöar verkar fiskerättsägarna ha kommit överens om ett minimimått. I praktiken fiskas det alltså i de flesta sjöar som om det fortfarande funnits ett minimimått. Eftersom alla stora kräftor fiskas bort antyder en hög fångst av stora kräftor i början av en säsong att de vuxit bra i det vattnet. Kräftor i näringsrika sjöar verkar i allmänhet ha god tillväxt. Totalantalet kräftor styrs å andra sidan inte av näringshalten utan av mängden gömslen som finns tillgängliga. Både näringshalt och mängden gömslen är alltså viktiga om man skall producera mycket matkräftor i kilo räknat.



Under mina studier av kräftor har jag även funnit att kräftor kan ta upp kol och kväve från olika sorters mat. Kol är en viktig beståndsdel i t.ex. fett och kväve är en viktig beståndsdel i t.ex. protein. I ett mänskligt perspektiv kan detta låta trivialt, eftersom de flesta av oss inser att vi kommer att bli feta av västerbottenpajen men inte av kräftorna. I ett ekologi perspektiv är det inte lika självklart. Många djur äter ju bara en typ av föda och får därmed både kol och kväve, eller både fett och protein, från samma födokälla. Jag tror att födokedjor och födovävar med djur som bara äter viss föda färgat vårt sätt att se på naturen. Exemplet från den afrikanska savannen innehåller ju specialisterna gnuer (som bara äter gräs) och lejon (som bara äter andra djur). I denna avhandling visar jag att detta synsätt inte passar på födovävar där allätare som signalkräftor ingår. Istället föreslår jag att fett och proteinkällorna för allätare är frikopplade från varandra. Detta kan leda till att allätare som till exempel kräftor kan vara rovdjur om man tittar på proteinkällorna samtidigt som de är vegetarianer om man ser till fettkällorna.

• author: Stenroth, Patrik
• supervisor: Wilhelm Granéli
• opponent: Dr Vander Zanden, Jake, Center for Limnology, University of Wisconsin, USA
• organization: Department of Biology
• publishing date: 2005
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Ecology; Environmental Sciences
• keywords: Marinbiologi, limnologi, aquatic ecology, marine biology, food chain length, stable isotopes, environmental gradients, diet, crayfish, akvatisk ekologi, limnology, Hydrobiology
• pages: 114 pages
• defense location: Blue Hall Ecology Building Sölvegatan 37 S-223 62 Lund
• defense date: 2005-09-23 09:30:00
• ISBN: 91-7105-223-2
• language: English
• LU publication?: yes
• additional info: The information about affiliations in this record was updated in December 2015. The record was previously connected to the following departments: Limnology (Closed 2011) (011007000)
• id: bd727f3c-d950-4a94-9078-21a9aab62001 (old id 545281)
• date added to LUP: 2016-04-04 10:00:13
• date last changed: 2018-11-21 20:56:09