The structure of subtidal food webs in the northern Gulf of St. Lawrence, Canada, as revealed by the analysis of stable isotopes

¹ Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science, University of Miami, 4600 Rickenbacker Causeway, Miami, FL 33149-1098, USA
² Département de Biologie & Québec-Océan, Université Laval, Québec, Québec, G1K 7P4, Canada

^a Corresponding author: marc.nadon@gmail.com

Received: 22 July 2009
Accepted: 23 February 2010

Abstract

We analyzed stable isotopes of carbon and nitrogen to investigate the trophic structure of the subtidal food web around the Mingan Islands, northern Gulf of St. Lawrence, eastern Canada. All benthic consumers were enriched in ¹³C (mean δ¹³C of –17.1‰) compared to particulate organic matter (POM: –23.3‰). Nitrogen stable isotope ratios ranged from 6‰ to 14‰ and the organisms studied fell into three distinct trophic groups, primary producers, primary consumers (herbivores), and predators. The sea star Crossaster papposus and the sculpin Myoxocephalus scorpius, known to be top level predators, had slightly higher δ¹⁵N than other predators. Although the average isotope signature of the sea star Solaster endeca placed it among regular predators, the δ¹⁵N increased with sea star size and large individuals could be considered as top predators. The relatively small number of organisms located at intermediate trophic levels suggests a low level of omnivory in the Mingan Islands’ system, which contrasts with previously described benthic systems that exhibit a continuum between herbivores and predators. Low omnivory, in addition to low diversity, suggests that this ecosystem may be relatively unstable if exposed to natural and/or anthropogenic disturbances such as exploitation and climate change.

Résumé

Nous avons analysé les isotopes stables du carbone et de l’azote pour définir la structure trophique du réseau alimentaire infralittoral (zone immergée subtidale) des îles Mingan situées dans la zone nord du golfe du Saint-Laurent, côte est du Canada. La quasi-totalité des consommateurs benthiques sont enrichis en carbone ¹³C (δ¹³C moyen : − 17,1 ‰) comparés à la matière organique particulaire (POM: –23,3 ‰). Le rapport isotopique stable de l’azote se situe entre 6 ‰ et 14 ‰ et les organismes étudiés se classent en trois groupes trophiques distincts : les producteurs primaires, les consommateurs primaires (herbivores), et les prédateurs. L’étoile de mer, Crossaster papposus, et le poisson chaboisseau à épines courtes, Myoxocephalus scorpius, reconnus comme étant des prédateurs de niveau trophique supérieur, exhibent des rapports δ¹⁵N supérieurs aux autres prédateurs. Bien que la signature isotopique moyenne de l’étoile de mer, Solaster endeca, la place ici comme prédateur typique, le rapport δ¹⁵N augmente avec sa taille ; ce qui suggère que les individus de grande taille, chez cette espèce, peuvent être considérés comme des prédateurs de haut niveau. Le petit nombre d’organismes situés à des niveaux trophiques intermédiaires suggère un faible taux « d’omnivorie » dans le système des îles Mingan, ce qui contraste avec ce qui a été décrit précédemment pour d’autres écosystèmes marins (un continuum entre herbivores et prédateurs). Le faible taux « d’omnivorie », additionné à la faible diversité, suggère que cet écosystème peut être relativement instable face à d’éventuelles perturbations naturelles et/ou d’origine humaine, telles que le changement climatique et la surexploitation.