Advanced

The role of young-of-the-year fish in lake ecosystems

Romare, Pia LU (2001)
Abstract (Swedish)
Popular Abstract in Swedish

Min avhandling handlar om vilken roll fiskyngel har i samspelet mellan olika organismer i våra sjöar, såsom i samspelet mellan rovfiskar, djurplanktonätande fiskar, djurplankton och alger.



Fisklarver och fiskyngel förekommer i stora mängder i våra sjöar under sommaren. Varje vår/sommar kläcks nya kullar av bl.a. abborre och mörtlarver, vilka äter (prederar på) små djurplankton ute i öppet vatten i sjöarna. Under sommarens gång utvecklas fisklarverna till fiskyngel som till utseende och beteende liknar de vuxna fiskarna, de blir snabbare och kan fånga och äta större djurplankton. Det faktum att fiskyngel kan förekomma i stora mängder och att de livnär sig på djurplankton,... (More)
Popular Abstract in Swedish

Min avhandling handlar om vilken roll fiskyngel har i samspelet mellan olika organismer i våra sjöar, såsom i samspelet mellan rovfiskar, djurplanktonätande fiskar, djurplankton och alger.



Fisklarver och fiskyngel förekommer i stora mängder i våra sjöar under sommaren. Varje vår/sommar kläcks nya kullar av bl.a. abborre och mörtlarver, vilka äter (prederar på) små djurplankton ute i öppet vatten i sjöarna. Under sommarens gång utvecklas fisklarverna till fiskyngel som till utseende och beteende liknar de vuxna fiskarna, de blir snabbare och kan fånga och äta större djurplankton. Det faktum att fiskyngel kan förekomma i stora mängder och att de livnär sig på djurplankton, innebär att de kan ha stor betydelse för att reglera mängden och artsammansättningen av djurplankton i sjöar.



Det har länge varit känt att alla stora djurplankton försvinner i sjöar med mycket djurplanktonätande fisk (mörtfiskar). Stora djurplankton filtrerar stora mängder små alger, och när djurplankton försvinner blir vattnet grumligt till följd av algblomning. Denna kunskap (den s.k. födokedjeteorin: t ex rovfisk äter mörtfisk, som äter djurplankton som äter alger) har utnyttjats i samband med restaurering av övergödda sjöar då man, i syfte att öka mängden stora djurplankton, fiskat ut mörtfiskarna. I vissa sjöar, däribland den skånska sjön Ringsjön, uteblev emellertid den förväntade effekten på djurplankton. Kan fiskyngel ha orsakat denna utveckling?



Forskare har tidigare visat att stora mängder fiskyngel kan ha en effekt på mängden djurplankton i experimentella dammar och i inhägnader. Det har också visat sig att mängden fiskyngel ökat i sjöar där man tagit bort stora mängder planktonätande fisk. Provfisket i Ringsjön visade att antalet fiskyngel ökade 20-fallt när antalet stora mörtfiskar minskades med en fjärdedel genom utfiskning. Mina teoretiska beräkningar visar att ökningen av mängden fiskyngel mycket väl kan ha orsakat en ökning av det totala predationstrycket på djurplankton i Ringsjön.



När på sommaren har fisklarver/yngel störst effekt? I två försök (juni resp. augusti) visade jag att det är först efter det att fiskynglen uppnått en viss storlek (25-30 mm, d v s efter larvstadiet), som den potentiella (predations-)effekten på djurplankton är stor. I försöket som pågick under augusti månad visade det sig att yngelpredationen påverkar såväl djurplankton- som algsamhällets sammansättning och totalmängd. Höga tätheter av fiskyngel medför ett planktonsamhälle med små arter av djurplankton, mycket småalger samt förekomst av blågrönalger, vilket leder till ett grumligare vatten.



I dessa försök visade jag även att djurplanktons artsammansättning är avgörande för fisklarvers tillväxt. Timingen mellan fisklarvernas storlek och förekomsten av "rätta" arter av djurplankton under försommaren kan vara avgörande för om tillräckligt många fisklarver växer sig tillräckligt stora för att påverka djurplanktonsamhället senare under sommaren.



Även bytesdjurs beteende (t ex vilken del av en sjö de föredrar eller hur de reagerar på närvaron av rovdjur) påverkar samspelet mellan organismer i en sjö. När det gäller fiskyngel har man tidigare främst studerat beteendeförändringar hos stora yngel eftersom det varit svårt att studera mindre fiskars beteende i experimentella inhägnader. Genom att använda ny metodik; horisontell ekolodning, har jag visat att det är möjligt att studera fiskyngels beteende under hela säsongen. Till skillnad från traditionell ekolodning (använd på fiskebåtar) som lodar vertikalt på djupt vatten, kan man med horisontell ekolodning registrera fiskyngel nära ytan och i grunt vatten. I en experimentell studie visade jag att mörtyngel ändrar sitt beteende under dagtid från att simma i stim i öppet vatten under försommaren, till att hålla sig nära eller gömma sig i växtligheten under sensommaren. Närvaron av rovfisk medför att fiskyngel minskar sin aktivitet på försommaren och gömmer sig bland växterna på sensommaren. Dessa förändringar i fiskyngels beteende påverkar i sin tur vissa djurplanktons beteende; de föredrar t ex öppet vatten i högre grad när rovfisken skrämmer in fiskyngel i vegetationen.



Många studier har under senare tid visat att samspelet mellan organismer är mer komplext än teorin om raka födokedjor utgått ifrån. I min avhandling visar jag att årsyngel utgör en sådan komplex faktor eftersom de periodvis förekommer i stora mängder och har olika stor effekt på djurplankton under sommarens gång. Dessutom visar jag att beteendeförändring påverkar hela samspelet från rovfisk via fiskyngel till djurplankton. Detta innebär att vid en utfiskning av mörtfisk kan större effekt erhållas om man samtidigt tillför unga stadier av rovfisk, vilka "skrämmer" årsyngel från att simma ut på öppet vatten, och därmed undviker att stora djurplankton äts upp. (Less)
Abstract
Food chain theory is based on consumption; that is, presupposing that the only important interaction between organisms is that they actually meet in an unstructured environment and that one of them is consumed. Recently, studies, including biomanipulation projects, have indicated that trophic interactions are more complex than predicted by food chain theory. In this thesis I examine the role of young-of-the- year (0+) fish in lake ecosystems, and I have performed studies in both experimental and whole lake systems, and used a new monitoring technique; horizontal echo sounding. The abundance of 0+ fish shows large fluctuations, within and among years, in our lakes, and most of our 0+ fish are zooplanktivorous during their first summer. Many... (More)
Food chain theory is based on consumption; that is, presupposing that the only important interaction between organisms is that they actually meet in an unstructured environment and that one of them is consumed. Recently, studies, including biomanipulation projects, have indicated that trophic interactions are more complex than predicted by food chain theory. In this thesis I examine the role of young-of-the- year (0+) fish in lake ecosystems, and I have performed studies in both experimental and whole lake systems, and used a new monitoring technique; horizontal echo sounding. The abundance of 0+ fish shows large fluctuations, within and among years, in our lakes, and most of our 0+ fish are zooplanktivorous during their first summer. Many fish species undergo ontogenetic niche shifts, that is they change their food preference and habitat use during their development fom fish larvae to adults. The change in 0+ fish abundance and in preferred prey implies that the impact of 0+ fish on zooplankton may vary considerably during summer. In this thesis I focus both on the direct predation impact of 0+ fish (of varying sizes and densities) on zooplankton and phytoplankton (the trophic cascade), and on the importance of ontogenetic changes in distribution and antipredator behaviour of 0+ fish (the behavioural cascade). I conclude that high abundances of 0+ fish may have an impact on a whole lake system, but that the impact on the plankton community is size dependent, and also dependent on ontogenetic behavioural decisions of 0+ fish. Thus, I show that to be able to predict the outcome of predator-prey interactions, we also have to consider the complex factors of ontogenetic development and movement of the organisms and their resources, and the antipredator behaviour of prey organisms. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
opponent
  • Prof Rudstam, Lars G., Cornell University, USA
organization
publishing date
type
Thesis
publication status
published
subject
keywords
Hydrobiology, Rutilus rutilus, Perca fluviatilis, diet-dependent growth, density dependent growth, behavioural cascade, 0+ fish behaviour, horizontal echo sounding, biomanipulation, trophic cascade, predation pressure, young-of-the-year fish, trophic interactions, marine biology, aquatic ecology, limnology, Marinbiologi, limnologi, akvatisk ekologi, Ecology, Ekologi
pages
106 pages
publisher
Limnology, Department of Ecology, Lund University
defense location
Blue Hall, Ecology Building
defense date
2001-10-12 10:15
external identifiers
  • Other:ISRN: SE-LUNBDS/NBLI-01/1046+106
ISBN
91-7105-159-7
language
English
LU publication?
yes
id
cf643bd2-1bb1-4437-8e2d-89eae81e19ed (old id 41889)
date added to LUP
2007-07-31 16:13:19
date last changed
2016-09-19 08:45:06
@phdthesis{cf643bd2-1bb1-4437-8e2d-89eae81e19ed,
  abstract     = {Food chain theory is based on consumption; that is, presupposing that the only important interaction between organisms is that they actually meet in an unstructured environment and that one of them is consumed. Recently, studies, including biomanipulation projects, have indicated that trophic interactions are more complex than predicted by food chain theory. In this thesis I examine the role of young-of-the- year (0+) fish in lake ecosystems, and I have performed studies in both experimental and whole lake systems, and used a new monitoring technique; horizontal echo sounding. The abundance of 0+ fish shows large fluctuations, within and among years, in our lakes, and most of our 0+ fish are zooplanktivorous during their first summer. Many fish species undergo ontogenetic niche shifts, that is they change their food preference and habitat use during their development fom fish larvae to adults. The change in 0+ fish abundance and in preferred prey implies that the impact of 0+ fish on zooplankton may vary considerably during summer. In this thesis I focus both on the direct predation impact of 0+ fish (of varying sizes and densities) on zooplankton and phytoplankton (the trophic cascade), and on the importance of ontogenetic changes in distribution and antipredator behaviour of 0+ fish (the behavioural cascade). I conclude that high abundances of 0+ fish may have an impact on a whole lake system, but that the impact on the plankton community is size dependent, and also dependent on ontogenetic behavioural decisions of 0+ fish. Thus, I show that to be able to predict the outcome of predator-prey interactions, we also have to consider the complex factors of ontogenetic development and movement of the organisms and their resources, and the antipredator behaviour of prey organisms.},
  author       = {Romare, Pia},
  isbn         = {91-7105-159-7},
  keyword      = {Hydrobiology,Rutilus rutilus,Perca fluviatilis,diet-dependent growth,density dependent growth,behavioural cascade,0+ fish behaviour,horizontal echo sounding,biomanipulation,trophic cascade,predation pressure,young-of-the-year fish,trophic interactions,marine biology,aquatic ecology,limnology,Marinbiologi,limnologi,akvatisk ekologi,Ecology,Ekologi},
  language     = {eng},
  pages        = {106},
  publisher    = {Limnology, Department of Ecology, Lund University},
  school       = {Lund University},
  title        = {The role of young-of-the-year fish in lake ecosystems},
  year         = {2001},
}