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Deep lakes support higher zooplankton functional diversity than shallow lakes: A case study in lacustrine environments affected by mining tailings (lower Doce River basin, Brazil) 与浅水湖泊相比,深水湖泊支持更高的浮游动物功能多样性:受采矿尾矿影响的湖泊环境案例研究(巴西多塞河下游流域)
IF 2.7 2区 生物学 Q1 Agricultural and Biological Sciences Pub Date : 2024-05-23 DOI: 10.1111/fwb.14257
Gleice de Souza Santos, Edissa Emi Cortez Silva, Leidiane Pereira Diniz, Raquel Xavier Calvi, Déborah Maria de Oliveira, Bruna Lana Delfim, Tayenne Luna Tomé De Paula, Eneida M. Eskinazi-Sant'Anna

涉及矿山尾矿泄漏的悲剧事件影响了世界各地的许多水生生态系统。2015 年发生在巴西的 Fundão 大型矿山尾矿溃坝事故影响了多个水生生态系统,包括多塞河下游流域的浅湖和深湖。我们调查了浅湖和深湖浮游动物的功能多样性(功能群、功能丰富度[FRic]和功能均匀度[FEve]),探讨了环境变量和金属的影响。此外,还评估了功能冗余和功能脆弱性的趋势,以了解受采矿影响的生态系统的恢复力模式。从 2018 年 10 月到 2019 年 9 月,每月对受溃坝影响的三个深湖和三个浅湖进行调查。在浅水湖泊中,中型滤食性浮游动物与铁、悬浮颗粒有机物和总有机碳有关。在深水湖和浅水湖中,小型滤食性和杂食性营养群对增加浮游动物功能多样性的贡献均高于中型滤食性营养群。深湖的FRic和FEve高于浅湖。与深湖相比,受采矿尾矿影响的热带浅湖的污染物滞留水平较高,因此在保护计划中应特别关注浅湖。此外,我们还强调了使用功能方法来更好地理解矿山尾矿对水生环境的影响所导致的生态系统变化的重要性。
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Metabolic rate of two invasive Ponto-Caspian goby species and their native competitors in the context of global warming 全球变暖背景下两种入侵的庞托-里海虾虎鱼物种及其本地竞争者的代谢率
IF 2.7 2区 生物学 Q1 Agricultural and Biological Sciences Pub Date : 2024-05-22 DOI: 10.1111/fwb.14259
Piotr Kłosiński, Jarosław Kobak, Tomasz Kakareko

关于外来虾虎鱼在欧洲水域的扩展,出现了一个问题,即全球变暖是否会加强或抑制这一进程。虾虎鱼原产于庞托-里海地区,那里的气候比欧洲入侵地区温暖。因此,它们在生理上可能比本地物种更能应对气候变暖。我们的目的是确定入侵虾虎鱼与本地虾虎鱼在夏季温度升高时代谢特征的差异。我们使用实验室呼吸器比较了夏季温度升高(25 与 17°C)对鱼类代谢反应的影响,这两个物种对由入侵虾虎鱼和同一生态区的本地对应鱼类组成:入侵鲤科虾虎鱼 Babka gymnotrachelus 与本地欧洲牛头鱼 Cottus gobio,以及入侵猴虾虎鱼 Neogobius fluviatilis 与本地箭鱼 Gobio gobio。尽管属于不同的鱼科,但配对物种具有共同的功能特征,包括形态特征。经过 4 周的驯化后,我们测定了鱼类的标准代谢率(SMR)、最大代谢率(MMR)和有氧范围(AS = MMR-SMR)。在所有温度下,笛鲷的MMR均低于牛头鰕虎鱼,而长尾鰕虎鱼和猴鰕虎鱼的MMR则没有差异。一方面,温度升高并不影响笛鲷和牛头鱼的AS。然而,在所有温度下,梭子蟹的 AS 始终低于牛头鱼。另一方面,温度升高导致猴虎鱼和鳕鱼的 AS 下降。就 AS 而言,入侵者在较高温度下的表现并不总是优于本地物种。然而,入侵者维持较低的SMR,从而降低了生活成本。这些结果表明,全球变暖可能会促进虾虎鱼的入侵,这很可能会增加虾虎鱼在温带淡水系统中的出现并对当地鱼类群落产生影响。
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Effects of episodic stream dewatering on brook trout spatial population structure 偶发性溪流排水对鳟鱼空间种群结构的影响
IF 2.7 2区 生物学 Q1 Agricultural and Biological Sciences Pub Date : 2024-05-20 DOI: 10.1111/fwb.14287
Nathaniel P. Hitt, Karli M. Rogers, Karmann G. Kessler, Martin A. Briggs, Jennifer H. Fair, C. Andrew Dolloff

由于气候变化,预计溪流脱水现象将变得更加普遍,我们探讨了溪流脱水对北美东部温带森林生态系统中的溪鳟(Salvelinus fontinalis)的潜在影响。我们通过 10 年(2012-2021 年)的电鱼调查估算了溪流水池内的鱼类密度(n = 386),并将弗吉尼亚州谢南多尔国家公园内的一条偶发性脱水溪流(Paine Run)与一条保持水流连通的类似大小的溪流(Staunton River)进行了比较。年平均鱼类密度(鱼类/池塘平方米)在幼鱼和成鱼年龄段的河流之间没有差异,但在佩恩河,两个年龄段鱼类密度的空间变化更大。与斯汤顿河相比,佩恩河中未被占用的水池比例更大,附近水池中鱼类密度的空间自相关性也更强,这表明地表水流的破碎限制了鱼类的扩散。我们的研究结果表明,在低流量条件下,水池作为生态庇护所非常重要,偶发性脱水可能会将更多的鱼类阻隔在更少的区域内,从而影响鳟鱼的灭绝风险。我们的研究结果还强调了溪流网络中水文变化的重要性,因为下游的河流测量仪无法预测所观察到的鱼类密度或水池占有率的空间异质性。
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Ontogenetic diet shifts and temporal separations in gonad development of two icefish species in Hongze Lake, China 中国洪泽湖两种冰鱼性腺发育的同源食性转变和时空分离
IF 2.7 2区 生物学 Q1 Agricultural and Biological Sciences Pub Date : 2024-05-19 DOI: 10.1111/fwb.14258
Fei Cheng, Lishuang Zhao, Juan Cao, Meixiang Jia, Yacheng Li, Yushun Chen, Songguang Xie

通过时间、空间和/或营养维度进行资源分配被认为是同域物种之间长期共存的一种机制。我们于2015年7月至2016年6月在中国洪泽湖对两个同域冰鱼物种[Protosalanx hyalocranius (Abbott, 1901) 和Neosalanx taihuensis (Chen, 1956)]进行了月度采样。我们评估了这样一个假设,即性腺发育动态分离和本体食性转变的综合效应促进了两种冰鱼整个生命周期过程中时间和营养维度的资源分配。因此,两个物种在性腺发育过程中的能量和营养投资存在季节性差异。因此,P. hyalocranius(GSI在1月达到峰值)和N. taihuensis(GSI在3月达到峰值)性腺发育的时间分离表明产卵时间和随之而来的幼虫丰度峰值可能存在分离,这表明生命早期阶段猎物消耗的重叠减少。P.hyalocranius的主要食物在其个体发育过程中从桡足类转变为桡足类,然后是虾,最后是鱼,而N. taihuensis的主要食物在其个体发育过程中逐渐从桡足类转变为桡足类。我们的研究结果支持一种关联策略的假说,这种策略结合了时间(性腺发育和随后产卵时间的分离)和营养(个体发育过程中食物的转变)两个维度,用于P. hyalocranius和N. taihuensis之间的资源分配,这可能是同域短寿命鱼类之间长期共存的一个重要机制。
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Ecological impact of a generalist invader in the aquatic food web is mediated by environmental context 水生食物网中普通入侵者的生态影响受环境背景的影响
IF 2.7 2区 生物学 Q1 Agricultural and Biological Sciences Pub Date : 2024-05-03 DOI: 10.1111/fwb.14256
Cristina Charette, Alison M. Derry

淡水生态系统受到入侵物种的威胁。通性入侵者经常与本地物种争夺共享资源,从而可能导致本地物种的生态位被取代。然而,环境异质性可能会调节入侵物种的个体特化水平,从而改变入侵物种与本地物种之间种间竞争的结果。我们的研究目的是:(1)根据环境匹配假说(EMH)评估入侵物种膳食特化和营养位置的环境背景;(2)考虑入侵物种膳食资源利用的环境背景如何影响竞争类似资源的本地物种的膳食生态位。我们利用肠道内容物和稳定同位素分析,确定了入侵的圆鰕虎鱼(Negobius melanostomus)和本地黄鲈(Perca flavescens)在一个被入侵的河流生态系统中的环境梯度上的资源利用、营养位置和食物生态位。我们的研究结果表明,入侵者的饮食和资源专一性支持EMH,但营养位置不支持EMH。在高水导率的环境条件下,虾虎鱼是以浮游猎物为主要食物的通食性动物。在更具挑战性的低水导环境条件下,入侵者专门捕食优质底栖猎物。在水导率低的地点,大眼鰕虎鱼的生态影响最大,因为入侵者是底栖动物专家;入侵者与本地物种之间存在更大的相对食物生态位重叠。我们的研究独特地说明了入侵物种的资源专一性如何受到生态系统内空间环境异质性的调节,以及这如何改变入侵者对水生食物网中本地物种的生态影响。
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Effects of past riverine connectivity on the population structure and species distribution of ‘Geophagus’ brasiliensis (Cichlidae) complex in a Neotropical hotspot 过去河流连通性对新热带热点地区巴西鲶(Cichlidae)种群结构和物种分布的影响
IF 2.7 2区 生物学 Q1 Agricultural and Biological Sciences Pub Date : 2024-04-28 DOI: 10.1111/fwb.14254
Leandro Araujo Argolo, Ivan Pedro Azevedo Campos, Hernán López-Fernández, Henrique Batalha-Filho, Paulo Roberto Antunes de Mello Affonso

一旦鱼类与河流发生内在联系,河流捕获和古排水系统重组等历史事件就会影响鱼类的种群结构和物种分布。然而,这些事件的直接证据仍然有限。我们的目标是直接推断相邻河流流域之间的推定联系,以了解巴西'Geophagus'复合种群和物种的遗传和地理模式。为此,我们分析了巴西东北部沿海流域内和附近 35 个地点的 5 个物种的线粒体基因细胞色素 c 氧化酶亚单位 I(COI)的 174 个序列。基于单倍型网络、古排水重建、河流捕获的地质推断和分子方差分析(AMOVA),我们检验了遗传结构如何与不同时期栖息地连接的不同模式相关联。总体而言,我们发现了高水平的遗传变异,包括大多数物种在不同流域之间的共享单倍型。AMOVA表明,相邻流域之间的排水重新排列是 "G. "brasiliensis复合体遗传变异的主要驱动力。我们的研究驳斥了通过大陆架扩散的路线,而 8 条推定的河流捕获物则表明,历史上的联系使基因在流域间流动,直到最近才中断。这些结果为河流景观演变对新热带鱼类生物地理学的作用提供了新的见解。
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Porewater microbiomes in buried wetland soils: Synergic effects of water chemistry and redox gradients associated with hydrological processes 埋藏在湿地土壤中的孔隙水微生物群:与水文过程相关的水化学和氧化还原梯度的协同效应
IF 2.7 2区 生物学 Q1 Agricultural and Biological Sciences Pub Date : 2024-04-28 DOI: 10.1111/fwb.14253
Jinjun Kan, Olesya Lazareva, Diana Oviedo-Vargas, Sean M. McAllister, Clara S. Chan

间隙水或孔隙水占据了土壤颗粒之间的空间,为洪泛区土壤中的微生物活动提供了 "热点 "和 "流体网络"。然而,迄今为止,我们对生活在孔隙水中的微生物及其如何应对环境变化知之甚少。本研究旨在了解河岸孔隙水中的微生物分布和组合,以及它们如何对与水文过程相关的水化学和氧化还原梯度做出反应。我们分析了白泥溪东西两岸孔隙水微生物群落的年度变化,白泥溪是美国宾夕法尼亚州克里斯蒂娜河流域-临界区观测站的一个观测点。微生物丰度通过外荧光显微镜进行量化,群落结构的详细特征通过高通量测序进行分析。此外,还对水化学和氧化还原梯度进行了监测和记录,并利用相关性和多元分析方法分析了它们与孔隙水微生物群的相互作用。微生物细胞的丰度在夏季和秋末有所增加。湿地孔隙水微生物群主要包括酸细菌、类杆菌、硝化细菌和蛋白质细菌,微生物群结构与下层透水砾石层的微生物群结构很容易区分。东西两块湿地的细菌群落结构的季节动态是不同的,与洪泛区地形和相关的水文/地球化学过程有关。铁(Fe)循环细菌(主要是高良姜科(Gallionellaceae)和红豆杉属(Rhodoferax spp.))在孔隙水微生物群落中占主导地位,其相对丰度在东部湿地明显高于西部湿地。此外,在东部湿地,铁氧化细菌(Gallionellaceae)与铁还原细菌(Rhodoferax spp.)呈负相关。各河岸孔隙水中的微生物丰度(细胞密度)呈现出相似的季节性模式,但微生物群落结构却不尽相同。孔隙水中的微生物群集与水化学和氧化还原梯度相关,主要与当地水文过程有关。河岸孔隙水中的微生物群落和相关的微生物活动对陆生-水生界面的碳(C)矿化和铁还原具有重要意义,因此在碳和矿物质动力学中发挥着至关重要的作用。这些发现将为今后研究淡水生态系统对受全球气候变化影响的水文动态的响应提供信息。
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Issue Information - Cover and Ed Board 发行信息 - 封面和 Ed Board
IF 2.7 2区 生物学 Q1 Agricultural and Biological Sciences Pub Date : 2024-04-23 DOI: 10.1111/fwb.14122
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Network connectivity contributes to native small-bodied fish assemblages in the upper Mississippi River system 网络连通性有助于密西西比河上游水系本地小体型鱼类的组合
IF 2.7 2区 生物学 Q1 Agricultural and Biological Sciences Pub Date : 2024-04-18 DOI: 10.1111/fwb.14251
Shaley A. Valentine, Kristen L. Bouska, Gregory W. Whitledge

要对鱼类进行有效管理和保护,就必须了解鱼类在多个生命阶段对生境的利用情况,同时确保必要的生境是可用和可及的。在美国中西部密西西比河和伊利诺斯河等经过人为改造的河流中,支流栖息地可能在鱼类的繁殖和扩散过程中发挥重要作用。确定有助于鱼类种群繁殖的源头位置,可以确定河网内部连通性的重要性,并确定维持鱼类种群的关键栖息地。在密西西比河上游水系(UMRS),由于耳石中反映的水体间水化学(锶:钙 [Sr:Ca])的稳定性和独特性,可以通过耳石微量元素分析来确定鱼类早期生活阶段所处的环境(即产地)。在此,我们利用微量元素分析确定了六种小型鱼类的产地,包括牛头鲦(Pimephales vigilax)、翡翠歆鱼(Notropis atherinoides)、鰶鱼(Dorosoma cepedianum)、蓝鳃鱼(Lepomis macrochirus)、桔斑太阳鱼(Lepomis macrochirus)和鲤鱼(Lepomis macrochirus)、在 UMRS 的六个河段(密西西比河中游的 4 号、8 号、13 号、26 号水池、开阔河和伊利诺斯河的拉格朗日水池),对桔斑太阳鱼(Lepomis humilis)和黄鲈(Perca flavescens)进行了研究。使用激光烧蚀电感耦合等离子体质谱法对鱼类耳石岩芯中的 Sr:Ca 进行了量化。根据耳石和水体化学成分之间的家族特异性关系,利用耳石核心的 Sr:Ca 化学特征,确定鱼类个体的原产地(支流、移民或潜在居民)。我们发现,所有物种在不同程度上都来自支流和其他河段(即移民),这也是网络连通性的证据。具体来说,在某一特定河段,支流贡献了多达 48% 的个体。在某些河段,如 26 号水池和开阔河河段,一个物种多达 80% 的个体是从另一条干流河段移民过来的。网络连接在上游和下游方向也很重要。不同物种对网络连通性的贡献各不相同:与所有物种相比,牛头鲉对网络连通性的使用较少,而橙斑太阳鱼则使用较多。此外,网络连通性的使用在空间上也存在差异,与各河段的整个集合体相比,在 8 号水池和拉格朗日水池捕获的个体较少使用网络连通性,而在 26 号水池和开阔河捕获的个体则较多使用网络连通性。这些结果表明,物种的生活史特征可能与不同空间的物理环境相互作用,从而产生了观察到的招募来源模式。我们的研究结果表明,网络连通性有助于在整个 UMRS 建立本地小体型鱼类的集合体,并强调了跨辖区管理在维持网络连通性以维持鱼类种群方面的作用。
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Crayfish communities converge over succession in beaver pond metacommunities 螯虾群落在海狸池塘元群落的演替过程中趋于一致
IF 2.7 2区 生物学 Q1 Agricultural and Biological Sciences Pub Date : 2024-04-13 DOI: 10.1111/fwb.14250
Jennifer G. Howeth, Jeffrey D. Lozier, Charles Thomas Olinger, Mark L. Dedmon, Joseph M. Matthews, Sydney J. Cardoza

元群落理论预测,群落结构的区域和局部过程的相对重要性将随着生态演替而变化。在不同演替阶段的淡水生境中,确定这些过程对空间结构的分类和进化多样性的影响,可大大提高对跨时空尺度多样性维持的理解。在这项研究中,我们评估了因海狸(Castor canadensis)干扰而发生二次演替的池塘元群落在局部和区域尺度上的螯虾多样性。根据元群落生态学的理论预测,随着演替的进行,局部过程的重要性不断增加,我们假设随着演替的进行,螯虾的局部和β多样性会随着局部结构的加强而下降,因为老池塘提供的合适栖息地可能不如溪流。我们对位于三个集水区的海狸鼠池塘元群落和参考源头溪流中的螯虾物种和系统发育多样性进行了评估。线粒体细胞色素氧化酶 I 基因的 DNA 序列被用来为群落和系统发育多样性测试分配螯虾物种。在年龄从 24 年到 70 年不等的海狸池塘中,对本地多样性和 β 多样性进行了对比,并将其作为元群落过程的函数。与预测相反,溪流和池塘演替阶段(24-39 年;42-57 年;60-70 年)的局部物种多样性没有差异,但在最古老的池塘生态系统中出现了群落和系统发育趋同。最年轻池塘和最古老池塘的螯虾群落组成不同,这是因为最年轻池塘的螯虾丰度较高,而最古老池塘的螯虾群落趋同。在溪流中,群落组成与环境的关联性最强,并且与池塘年龄脱钩。相比之下,种内单倍型组成与环境的相关性随着演替而增加。在三个元群落中,区域性小龙虾物种多样性是由海狸鼠构建的生态系统的时间和环境驱动因素以及集水区内的扩散限制共同造成的。这项研究是对海狸鼠池塘元群落演替阶段的分类和系统发育多样性响应的首次调查。根据池塘年龄检测到不同的小龙虾组成和单倍型分类,这表明了当地结构的作用,并进一步表明未来的研究应承认演替在塑造当地和区域范围的物种多样性方面的作用。集水区内的传播限制可能有助于元群落中小龙虾物种多样性的演化和生物多样性的整体维持。这些结果支持了群落和淡水生态学从近期强调空间过程向整合时间驱动因素的转变,以更好地确定跨尺度分类和系统发育多样性的调节因素。
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Freshwater Biology
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