Im Laborexperiment wurden nur wenige Beutetiere verzehrt. Nur 9 und 4 von 140 bzw. 98 Daphnien und Copepoden wurden über die 48 Stunden verbraucht, was zu Raten von 0,900 und 0,400 Beute Chaoborus-1day-1 (Tabelle 1) führte, die höher sind als die für das Feld aufgezeichneten.Chaoborus wählte leicht für Daphnien(Abbildung 4). Die Selektion durch einzelne Larven variierte jedoch stark und die Individuen in Replikaten eins und vier ernährten sich von mehr Copepoden als von Daphnien, während die Individuen in Replikat fünf keine Copepoden konsumierten (Abbildung 4B). Die Larve in Replicate two wurde in der Mitte „geknickt“ und erst am Ende des Experiments an Ort und Stelle verkrampft. Bei einer Überprüfung nach 24 Stunden schien es jedoch gesund zu sein und bewegte sich normal. Da Chaoborus Raubtiere aus dem Hinterhalt sind und große Entfernungen schnell zurücklegen müssen, hat diese Verletzung wahrscheinlich die Gesamtfütterungsfähigkeit des Chaoborus in Replicate two verringert. Da der Chaoborus nach 24 Stunden gesund war, werden die Daten der Vollständigkeit halber dargestellt, wurden jedoch von den Selektivitätsberechnungen ausgeschlossen (Abbildung 4 B und C).
Diskussion:
Chaoboruslarven im Campus-See unternahmen tägliche vertikale Wanderungen, ähnlich denen, die in anderen Seen beobachtet wurden (La Row und Marzoff 1970). Während des Tages blieben jedoch einige große Larven in der Wassersäule, was unerwartet war. Obwohl einige Larven in der Wassersäule zu erwarten sind, da die ersten und zweiten Stadien planktonisch sind, wird allgemein berichtet, dass die dritten und vierten Stadien tagsüber benthisch sind. Das Vorhandensein von Larven im späten Stadium in der Wassersäule des Campus Lake kann auf die nächtliche Lichtverschmutzung durch Campusgebäude zurückzuführen sein. Die Probenahmestelle hatte nachts so viel Licht von Lichtern am Strand und in Studentenwohnheimen, dass Scheinwerfer nur benötigt wurden, um Chaoborus in den gesammelten Proben zu sehen. So ist es möglich, dass diese Helligkeit in der Nacht das normale Migrationsmuster störte und Larven in die Wassersäule zwang, wann immer sie hungrig waren, anstatt synchron mit der nächtlichen Dunkelheit. Obwohl das beobachtete vertikale Migrationsmuster dem traditionellen Muster folgt, deutet das Vorhandensein einer großen Anzahl von Chaoborus im Sediment um 06:00 Uhr darauf hin, dass die Dichten in der Wassersäule höher gewesen sein könnten, wenn alle Individuen das Sediment verlassen hätten. Dies könnte ein weiterer Hinweis auf gestörte Migrationsmuster im Campus Lake sein.
Die Analyse des Darmgehalts von Chaoborus aus dem Campus-See zeigte eine fast ausschließliche Selektivität für Rotifer, speziell Keratella. Obwohl bekannt ist, dass Chaoborus-Larven sich von Rotifern ernähren (Moore et al. 1994), so starke Selektivität wurde nicht berichtet. Diese starke Selektivität resultierte aus dem Vorkommen von Keratella in den Eingeweiden im Vergleich zu seiner nahezu Abwesenheit aus dem See. Dies könnte darauf hindeuten, dass Chaoborus selektiv für Beute wird, die saisonal reichlich vorhanden ist und dann langsam zu anderen Beutetypen wechselt, wenn die Dichte der bevorzugten Beute abnimmt. Von den anderen Beutetaxa zeigte Chaoborus eine höhere Selektivität für Bosmina als für Daphnien und Copepoden. Bosmina gehörten zu den kleinen Beutegegenständen, die von Chaoborus konsumiert wurden, was eine Größenbeschränkung für die Handhabung / Erfassung widerspiegeln kann. Obwohl Copepoden das am häufigsten vorkommende Taxon im See waren, wurden nur wenige in den Eingeweiden von Chaoborus gefunden. Copepoden haben eine schnelle und gut entwickelte Fluchtreaktion auf Raubtiere. Es ist viel schneller als das von Bosmina oder Daphnia, die passiv als Fluchtreaktion sinken (Kerfoot 1975). Da Chaoborus Beute schnell angreifen, wäre ein langsam sinkender kleiner Bosmina viel einfacher zu fangen und zu handhaben als ein flüchtender Copepod. Dieser schnappende / katapultierende Fluchtmechanismus hätte verhindern können, dass Copepoden gefangen und gefressen werden. Daher ist es wahrscheinlich, dass ein Teil der Chaoborus-Selektivität mit der Beutegröße und der Fluchtfähigkeit zusammenhängt. Chaoborus kann auch gegen Copepoden wegen ihrer Morphologie ausgewählt haben. Moore und Gilbert (1987) fanden heraus, dass, da der Platz in der Ernte von Chaoborus während der Fütterung begrenzt wurde, Beute mit weichem Körper leichter verdichtet werden konnte. Dies kann auch die Selektion beeinflussen, da Copepoden einen härteren Panzer haben als Cladocerane.
Chaoborus zeigte eine leichte Selektion für Daphnien (Abbildung 4) in dem Laborexperiment, in dem alle Chaoborus mindestens eine Daphnie konsumierten. Das Vorhandensein von toten und verstümmelten Beutegegenständen in den Bechern am Ende der Laborexperimente zeigte deutlich, dass der Chaoborus fütterte. Wenn jedoch Objektträger des Darminhalts hergestellt wurden, wurden keine identifizierbaren Teile von Daphnien oder Copepoden im Ernteinhalt gefunden. Dies deutet darauf hin, dass Chaoborus weiche Körperteile auswählte und schlampige Feeder waren. Dies unterstützt auch das obige Argument, dass Weichgewebe leichter in einen begrenzten Raum komprimiert werden kann. Dieses Ergebnis könnte darauf hindeuten, dass die Fütterungsraten basierend auf Darmgehaltsanalysen die Anzahl der großen Beutetiere wie Daphnien und Copepoden, die von Chaoborus getötet werden, unterschätzen. Wie oben erwähnt, basieren die Prädationsrate von Chaoborus und die Auswirkungen auf Populationen von Seeplankton häufig auf Darmgehaltsanalysen aus Laborexperimenten (z. B. Pastorok 1980). Dies könnte bedeuten, dass solche Berechnungen die Anzahl der von Chaoborus in der realen Welt getöteten Beutetiere unterschätzen. Ein Folgeexperiment zur Quantifizierung der schlampigen Fütterung von Chaoborus wäre hilfreich, um Prädationsschätzungen basierend auf Darmgehaltsanalysen aus anderen Feldstudien zu korrigieren.
Obwohl die Prädationsraten im Laborexperiment niedrig erschienen, waren sie höher als im See (Tabelle 1). In Anbetracht der schlampigen Fütterung von Chaoborus im Labor kann dies darauf hindeuten, dass die von Feldtieren geschätzten Raten die tatsächliche Anzahl der verzehrten Beute unterschätzten. Da die Sammlungen nur an einem Tag durchgeführt wurden, wurden die Preise mit denen verglichen, die aus einer anderen Studie auf dem Campus Lake im August 2003 (Jacobs 2003) ermittelt wurden. Jacobs (2003) analysierte auch Darminhalte von Feldtieren und berichtete über Prädationsraten von 0,27-1,36 Rotifers Chaoborus-1day-1, 0,4-1,23 Bosmina Chaoborus-1day-1 und 0,15-0,36 Copepods Chaoborus -1day-1. Diese Raten umfassen die ermittelten Raten mit Ausnahme meiner Feldschätzrate für Copepoden, die viel niedriger war. Daher ist es sehr wahrscheinlich, dass die Laborraten die tatsächliche Beuteauswahl und -rate durch Chaoborus in Abwesenheit von Rotifern oder anderen kleinen Beutetieren wie Bosmina widerspiegeln.
Die Fütterungsrate von Chaoborus im Laborexperiment könnte durch Faktoren wie das Vorhandensein von Gehweglichtern, das Fehlen von Sedimenten und das Beuteangebot beeinflusst worden sein. Licht aus dem Labor wurde aus dem Experiment blockiert, jedoch kann Licht von Wegen außerhalb des Fensters das nächtliche Fütterungsverhalten der Larven gestört haben. Auch das Fehlen von Sedimenten im Boden der Becher, in die sich der Chaoborus tagsüber eingraben konnte und die den Versuchsaufbau erschwert hätten, könnte die Larven gestresst und die Fütterungsaktivität beeinflusst haben. Schließlich kann die Größe der angebotenen Beute auch die Fütterungsraten beeinflusst haben. Rotifers und Bosmina, die viel kleiner als Daphnien und Copepoden sind, wurden im See ausgewählt. So kann nur große Beute eine höhere Angriffsantwort von den Larven hervorgerufen haben.
Insgesamt deutet die hohe Prädationsrate und die starke Selektivität von Chaoborus für Rotiferen darauf hin, dass dieses Taxon im Campus Lake am stärksten gefährdet ist. Die kleinsten der Cladocerane, Bosmina, sind ebenfalls gefährdet, während Daphnien und Copepoden nur einem schwachen Raubdruck ausgesetzt sind. Die Hypothese, dass Chaoborus Daphnien über Copepoden auswählt, wurde nicht unterstützt. Da Chaoborus gape-begrenzte Raubtiere sind, sollte eine reichlich vorhandene Chaoborus-Population Populationen von Zooplankton mit großem Körper fördern, ein Ziel in der Campus Lake Restoration (Muchmore et al. 2004).
Danksagungen:
Diese Forschung wurde durch ein SIUC REACH-Stipendium (Research Enriched Academic Challenge) durch ORDA (Amt für Forschungsentwicklung und -verwaltung) finanziert. Ich danke Dr. Frank Wilhelm für seine Hilfe in allen Aspekten des Projekts. Alicia Jacobs, Mike Venarsky und Nick Gaskill, Doktoranden im Limnologielabor, leisteten ebenfalls Unterstützung.
Berg, K. (1937) Beitrag zur Biologie von Corethra meigen (Chaoborus lichtenstein). Biol. Dr. Med. 13, 1-101.
Blais, J. M. und E. J. Maly (1993). Differentielle Prädation durch Chaoborus americanus an Männchen und Weibchen von zwei Arten von Diaptomus. Kanadisches Journal für Fischerei und Wasserwissenschaften 50, 410-415.
Borkent, A. (1979) Systematik und Bionomie der Arten der Untergattung Schadonophasma Dyar und Shannon (Chaoborus, Chaoboridae, Diptera). Quaestiones Entomologicae 15, 122-255.
Brett, M. T. (1992) Chaoborus und fischvermittelte Einflüsse auf Daphnia longispina Populationsstruktur, Dynamik und Lebensgeschichtsstrategien. Oecologia 89, 69-77.
Brooks, J. L. und S. I. Dodson. (1965) Predation, Körpergröße und Zusammensetzungen von Plankton. Wissenschaft 150, 28-35.
Carpenter, S. R., J. F. Kitchell und J. R. Hodgson (1985) Cascading trophic interactions and lake productivity. Bioscience 35, 634-639.
Dawidowicz, P. (1990) Wirksamkeit der Phytoplanktonkontrolle durch Zooplankton mit großem und kleinem Körper. Hydrobiologia 200/201, 43-47.
Eggleton, FE (1932) Limnetische Verteilung und Migration von Corethra-Larven in zwei Michigan-Seen. Papier der Michigan Academy of Science 15, 361-388.
Elser, M. M., C. N. Von Ende, P. Sorrano und S. R. Carpenter (1987) Chaoborus-Populationen: Reaktion auf Manipulation des Nahrungsnetzes und mögliche Auswirkungen auf Zooplanktongemeinschaften. Kanadisches Journal für Zoologie 65, 2846-2852.
Jacobs, A. M. (2003) Der Einfluss von Chaoborus-Larven auf die Häufigkeit und Größenstruktur von Zooplankton in einer flachen US-amerikanischen Grundlagenforschung im Mittleren Westen, Abteilung für Zoologie, Southern Illinois University, Carbondale, IL.
Juday, C. (1921) Beobachtungen an den Larven von Corethra punctipennis. Biologisches Bulletin des Meeresbiologischen Laboratoriums 40, 271-286.
Kerfoot, W. C. (1975): Die Divergenz benachbarter Populationen. Ökologie 56, 1298-1313.
Krebs, CJ (1989) Ökologische Methodik. Harper Collins Publishers Inc., New York, NY
Lampert, W. (1993) Ultimative Ursachen der vertikalen Diel-Migration von Zooplankton: Neue Beweise für die Raubtiervermeidungshypothese. Archiv für Hydrobiologie Beiheft 39, 79-88.
La Row, E. J. und G. R. Marzolf (1970) Verhaltensunterschiede zwischen dem 3. und 4. Stadium von Chaoborus punctipennis sagen. Amerikanischer Midland Naturalist 84, 428-436.
Moore, M. V. (1988) Die Entwicklung der Artenvielfalt in Europa. Süßwasserbiologie 19, 249-268.
Moore, M. V. und J. J. Gilbert (1987) Altersspezifische Chaoborus-Prädation auf Rotifer-Beute. Süßwasserbiologie 17, 223-236.
Moore, M. V., N. D. Yan und T. Pawson (1994) Allesfresser der Larvenphantommücke (Chaoborus spp.) und seine potentielle Bedeutung für planktonische Nahrungsnetze im Süßwasser. Kanadisches Journal für Zoologie 72, 2055-2065.
Muchmore, C., J. Stahl, E. Talley und F. M. Wilhelm (2004) Phase I Diagnose- / Machbarkeitsstudie von Campus Lake, Jackson County, Illinois. Southern Illinois University in Carbondale. 1-203.
Mumm, H. und A. F. Sell (1995) Abschätzung der Auswirkungen der Chaoborus-Prädation von Zooplankton: Ein neues Design für In-situ-Studien zu Gehegen. Archiv für Hydrobiologie 134, 195-206.
Neill, W. E. (1981) Einfluss der Chaoborus-Prädation auf die Struktur und Dynamik einer Krustentier-Zooplankton-Gemeinschaft. Oecologia 48, 164-177.
Pastorok, R. A. (1980) Selektion der Beute durch Chaoboruslarven: Eine Überprüfung und neue Beweise für Verhaltensflexibilität. In Evolution und Ökologie von Zooplanktongemeinschaften. Herausgegeben von W.C. Kerfoot. University Press of New England, Hannover, NH S. 538-554.
Pastorok, RA (1980) Die Auswirkungen von Raubtierhunger und Nahrungsreichtum auf die Beuteauswahl durch Chaoboruslarven. Limnologie und Ozeanographie 25, 910-921.
Roth, J. C. (1967) Anmerkungen zu Chaoborus-Arten aus der Douglas Lake Region, Michigan, mit einem Schlüssel zu ihren Larven (Diptera: Chaoboridae). Papiere der Michigan Academy of Science, Arts und Letters 11, 63-68.
Roth, J. C. (1968) Benthische und limnetische Verteilung von drei Chaoborus-Arten in einem südlichen Michigan-See (Diptera : Chaoboridae). Limnologie und Ozeanographie 13, 242-249.
Saether, O. A. (1970) Familie Chaoboridae. In Das Zooplankton der Binnengewässerässer. Binnengewächsässer. 15, 257-280.
Smith, D. G. (2001) Pennaks Süßwasser-Wirbellose der Vereinigten Staaten 4. Aufl. Porifera zu Krustentieren. John Wiley und Söhne, Inc., New York, N.Y.
Stahl, J. B. (1966) Die Ökologie von Chaoborus in Myers Lake, Indiana. Limnologie und Ozeanographie 11, 177-183.
Vanni, MJ (1988) Struktur der Süßwasser-Zooplankton-Gemeinschaft: Einführung großer wirbelloser Raubtiere und großer Pflanzenfresser in eine kleine Artengemeinschaft. Kanadisches Journal für Fischerei und Wasserwissenschaften 45, 1758-1770.
Von Ende, C. N. und D. O. Dempsey (1981) Offensichtlicher Ausschluss des Cladoceran Bosmina longirostris durch das wirbellose Raubtier Chaoborus americanus. Uhr. Mitte. Nat. 105, 240-248.
Von Ende, C. N. (1982) Phänologie von vier Chaoborus-Arten. Umweltentomologie 11, 9-16.
Wilhelm, F. M., D. W. Schindler und A. S. McNaught (2000) Der Einfluss der experimentellen Skala auf die Schätzung der Prädationsrate von Gammarus lacustris (Crustacea: Amphipoda) auf Daphnien in einem Alpensee. Zeitschrift für Planktonforschung 22, 1719-1734.