Publication:
Stable isotope analyses (&delta;<sup>13</sup> C and &delta;<sup>15</sup> N) of the invasive lionfish, <i>Pterois volitans</i>, and native groupers, red hind, <i>Epinephelus guttatus</i> and coney, <i>Cephalopholis fulva</i> in Puerto Rico

Thumbnail Image
Authors
Aragonés Fred, Carolina
Embargoed Until
Advisor
Cruz Motta, Juan J.
College
College of Arts and Sciences - Sciences
Department
Department of Marine Sciences
Degree Level
M.S.
Publisher
Date
2022-07-08
Abstract
Invasive lionfish (Pterois volitans) in the Western Tropical Atlantic are a threat to coral reef ecosystems due to their voracious appetite, prey naivete, as well as their generalist and opportunistic feeding strategy on juvenile reef fishes and invertebrates. However, little is known about their predation effects in the food web and whether the latter causes competition for food resources in native predators. We used stable isotope analysis, to evaluate spatial differences of lionfish δ13C and δ15N muscle tissue signatures at four different reef habitats of Puerto Rico. Competitive interactions for food resources amongst invasive lionfish and two ecologically and commercially important native predators was also evaluated. Comparison of δ13C and δ15N isotopic signals between P. volitans and native groupers, red hind (Epinephelus guttatus) and coney (Cephalopholis fulva) from a Puerto Rican reef habitat where they coexisted. Significant differences were found in lionfish δ15N for both site (F = 2.91, p = 0.012) and habitat (F = 16.89, p = 0.003) effect. Lionfish δ13C and δ15N was highest at nearshore habitats and decreased with distance from shore, in addition, carbon mean values at nearshore habitats correlated with a greater contribution of benthic algae than plankton at deeper habitats. Lionfish’s trophic niche showed similarities among habitats, with 99% among artificial and shallow habitats, as well as 71% in artificial with deep habitats. Smaller overlaps were also observed between shallow, deep, and mesophotic habitats indicating differences in the diet of lionfish for the latter, especially between shallow and mesophotic with an overlap of 3% and a 16% between the shallow and deep habitat. Significant overlap between the trophic niches of invasive lionfish and native red hind and coney groupers was observed. Lionfish overlapped 89% and 100% to the trophic niches of red hind and coney, respectively, indicating a high degree of competition for dietary resources, which was strictly ruled by their feeding habits. Despite the competitive effects for food that lionfish have on both native predators, coney are more susceptible to being easily displaced as they exert competition on lionfish indicated by only a 9% overlap, while red hind overlapped 36% with the invader.

El pez león invasor (Pterois volitans) en el Atlántico tropical occidental es una amenaza para los ecosistemas de arrecifes de coral debido a su apetito voraz, ingenuidad de presas, así como su estrategia de alimentación generalista y oportunista en peces juveniles de arrecife e invertebrados. Sin embargo, se sabe poco sobre sus efectos de depredación en la red alimentaria y si esto último causa competencia por los recursos alimentarios en los depredadores nativos. Utilizamos análisis de isótopos estables, para evaluar las diferencias espaciales de las firmas de tejido muscular de pez león δ13C y δ15N en cuatro hábitats de arrecifes diferentes de Puerto Rico. También se evaluaron las interacciones competitivas para los recursos alimentarios entre el pez león invasor y dos depredadores nativos de importancia ecológica y comercial. Comparación de δ13C y δ15N señales isotópicas entre P. volitans y meros nativos, cabrilla (Epinephelus guttatus) y mero mantequilla (Cephalopholis fulva) de un hábitat de arrecife puertorriqueño donde coexistieron. Se encontraron diferencias significantes en el pez león δ15N tanto para el efecto del sitio (F = 2.91, p = 0.012) como para el hábitat (F = 16.89, p = 0.003). δ13C y δ15N del pez león fue más alto en hábitats cercanos a la costa y disminuyó con el aumento de distancia de la costa, además, los valores medios de carbono en hábitats cercanos a la costa se correlacionaron con una mayor contribución de algas bénticas que plancton en hábitats más profundos. El nicho trófico del pez leon mostró similitudes entre hábitats, con un 99% entre los hábitats artificiales y llanos, así como un 71% en los hábitats artificiales con profundos. También se observó solapamientos más pequeños entre hábitats llanos, profundos y mesofóticos que indican diferencias en la dieta del pez león para estos, especialmente entre llano y los mesofóticos con un solapamiento de 3% y un 16% entre el hábitat llano y profundo. Se observó un solapamiento significativo entre los nichos tróficos del pez león invasor y los meros nativos: cabrilla y mantequilla. El pez león se solapó un 89% y un 100% con los nichos tróficos de la cabrilla y mantequilla, respectivamente, lo que indica un alto grado de competencia por los recursos alimenticios, lo cual fue estrictamente regido por sus hábitos de alimentación. A pesar de los efectos competitivos de alimentación que el pez león tiene en ambos depredadores nativos, el mero mantequilla es más susceptible a ser fácilmente desplazado ya que ejercen competencia sobre el pez león indicado por solo un solapamiento de 9%, mientras que la cabrilla solapa un 36% con el invasor.
Keywords
Pterois volitans,
Cephalopholis fulva,
Epinephelus guttatus,
trophic niche overlap,
competition,
solapamiento de nicho trófico
Usage Rights
All Rights Reserved / restricted to Campus
Cite
Aragonés Fred, C. (2022). Stable isotope analyses (&delta;13 C and &delta;15 N) of the invasive lionfish, Pterois volitans, and native groupers, red hind, Epinephelus guttatus and coney, Cephalopholis fulva in Puerto Rico [Thesis]. Retrieved from https://hdl.handle.net/20.500.11801/2929