Assessment of fish trophic status and relationships by stable isotope data in the coral reef lagoon of New Caledonia, southwest Pacific

Utilisation des isotopes stables pour l'estimation du régime alimentaire et des relations trophiques des poissons du lagon de Nouvelle-Calédonie (Pacifique Sud-Ouest)

¹ Institute of Research for Development, BP A5, 98848 Nouméa Cedex, New Caledonia
² Department of Marine Sciences and Coastal Management, University of Newcastle, Newcastle upon Tyne, UK

Corresponding author: laure.carassou@noumea.ird.nc

Received: 25 September 2007
Accepted: 20 February 2008

Abstract

This study examines the trophic status and relationships of coral reef fish in the lagoon of New Caledonia, southwest pacific. The feeding habits of 34 fish species collected at three contrasted sites were first described using a compilation of gut contents observations and data from the literature. The carbon and nitrogen isotope signatures of these fish and of some of their potential ultimate food sources were also determined at each site. Despite some spatial variations in the isotopic signatures of most food sources and fish trophic groups, the overall trophic structures of fish assemblages were similar at the three sites. Stable isotope data were then used to re-assign fish species to trophic groups based on the δ¹⁵N signatures of fish and their food sources. Herbivorous fish species were clearly distinguished from the other trophic groups by their lower δ¹⁵N signatures, consistent with an estimated trophic position of ~2 for all species examined. Scaridae were however characterized by relatively higher δ¹³C and lower δ¹⁵N, which is probably linked with the role of detritus in their diet. The estimated trophic positions of planktivorous fish species were consistent with their gut contents-based classification. Conversely, the isotopic signatures of carnivorous and piscivorous fish species largely overlapped, and their estimated trophic positions were much lower than expected. This suggests that these species feed over a broader range of trophic levels and food sources than implied by the gut contents observations, and indicates that their diet is partly omnivorous. Finally, the relationships between body mass and the isotopic signatures of four fish species were significant for at least one isotopic ratio for each species. Since ontogenetic variations and omnivorous diets are difficult to assess with gut contents data only, stable isotopes revealed essential in estimating the actual trophic status and relationships characterizing the fish species under study.

Résumé

Cette étude fournit une analyse du régime alimentaire et des relations trophiques qui caractérisent les poissons du lagon de Nouvelle-Calédonie. Le régime alimentaire de 34 espèces, récoltées dans trois stations contrastées, est décrit par la méthode des contenus stomacaux en utilisant une large base de données locales, associée à une étude bibliographique. Les isotopes stables du carbone et de l'azote sont ensuite mesurés sur les poissons récoltés et sur différentes sources alimentaires potentielles prélevées à chaque station. Malgré des différences spatiales significatives pour la plupart des sources alimentaires et des groupes trophiques de poissons, la structure trophique globale des assemblages se révèle peu variable d'une station à l'autre. Les données isotopiques sont ensuite utilisées pour réassigner les espèces de poissons à différents groupes trophiques, sur la base du rapport entre le δ¹⁵N des espèces et de celui de leurs sources alimentaires. Les données isotopiques confirment les résultats des analyses de contenus stomacaux pour les herbivores et les planctivores. Les Scaridae sont cependant caractérisés par des valeurs particulièrement élevées en δ¹³C et faibles en δ¹⁵N, probablement liées à un régime alimentaire en partie détritivore. A l'inverse, pour la plupart des espèces carnivores et piscivores, les données isotopiques mettent en évidence une gamme de sources alimentaires plus diversifiée que celle fournie par les études de contenus stomacaux, et un comportement alimentaire plutôt omnivore. Enfin, la relation entre la masse corporelle et les ratios isotopiques, testée chez quatre espèces, montre des variations ontogéniques significatives pour au moins un des isotopes étudiés (carbone ou azote) pour les quatre espèces, mais pas de changement de niveau trophique. Les variations ontogéniques et les comportements alimentaires de type omnivore étant difficiles à évaluer par les seules données de contenus stomacaux, les isotopes stables se révèlent cruciaux pour l'estimation des niveaux trophiques réels des espèces et la représentation des relations trophiques au sein des assemblages.