Habitat, trophic ecology and mercury levels of two Antarctic octopod species

Abstract

Os cefalópodes (p.e. polvos, lulas) desempenham papéis importantes nos ecossistemas marinhos no oceano Antártico e constituem uma grande porção na dieta de predadores topo. No entanto, existe ainda uma falta de informação sobre estes organismos. Este conhecimento torna-se ainda mais pobre relativamente às espécies antárticas bentónicas, uma vez que estudos anteriores se focaram maioritariamente em espécies de lula, particularmente aquelas com potencial comercial. O Adelieledone polymorpha (Robson, 1930) e o Pareledone turqueti (Joubin, 1905) são duas espécies simpátricas de polvos que ocorrem nos ecossistemas bentónicos ao largo da Geórgia do Sul. Apesar de A. polymorpha e P. turqueti serem similares externamente, a diferença notável entre a morfologia dos bicos de ambas originou a hipótese de que os dois polvos exploram nichos tróficos distintos no mesmo habitat. Através de um estudo multidisciplinado, o objetivo deste estudo consistiu em perceber a ecologia de ambas as espécies de polvo, relacionando as assinaturas de isótopos estáveis (carbono e azoto) e concentrações de metais pesados (mercúrio) com a morfologia dos bicos. Além disso, consistiu em avaliar os níveis de mercúrio nas duas espécies de polvos bentónicos, de forma a compreender os níveis de poluição por mercúrio nos ecossistemas bentónicos em redor da Geórgia do Sul. Este estudo mostra que A. polymorpha e P. turqueti habitam nos mesmos habitats enquanto exploram nichos tróficos parcialmente diferentes. Ambas espécies apresentaram mudanças ontogénicas de dieta, traduzidas por um aumento de δ15N entre as fases da vida juvenil e adulta, provavelmente resultante de uma predação de presas maiores e diferentes. Adicionalmente, os nossos resultados indicam diferenças de densidade entre os bicos de ambas as espécies. Concluímos que, as diferentes propriedades físicas dos bicos e outras diferenças que ocorrem no aparelho digestivo de ambas as espécies aparentam ser adaptações a diferentes nichos tróficos. Relativamente ao mercúrio total (T-Hg), poucas conclusões puderam ser retiradas sobre a ecologia trófica de ambas espécies uma vez que ainda não se sabe como os diferentes tecidos absorvem mercúrio. No entanto, as maiores concentrações de T-Hg foram encontradas no músculo de P. turqueti. Adicionalmente, concentrações de T-Hg similares a outras espécies de polvo do hemisfério norte foram encontradas em A. polymorpha e P. turqueti. Estes resultados mostram que a saúde de ecossistemas antárticos pode estar ameaçada por um aumento do nível de poluição causado por certos tóxicos, contudo há ainda a necessidade realizar mais estudos para uma melhor compreensão da sua ecologia.

Cephalopods (e.g. octopus, squid) play important roles in Antarctic marine ecosystems and are a major portion of the diet of Antarctic top predators. However, there is still a lack of crucial ecological information regarding Southern Ocean cephalopod species. This knowledge becomes even poorer when referring to Antarctic benthic octopod species, since most past studies had mainly focused on squid, particularly those with potential interest for future fishery exploitation. The Adelieledone polymorpha (Robson, 1930) and Pareledone turqueti (Joubin, 1905) are two sympatric octopod species occurring abundantly in overlapping benthic ecosystems on the South Georgia shelf. Albeit A. polymorpha and P. turqueti are similar externally, the remarkable morphological difference between their beaks has raised the hypothesis that both octopod species exploit distinct trophic niches within the same habitat. Through a wide analysis combining different methodologies applied onto the beaks, the goal of this study was to understand the ecology of both species by relating their beak morphology (through physicochemical properties analysis), their habitat and trophic levels (through stable isotopic signatures (carbon and nitrogen)) and bioaccumulation/biomagnification food web processes through trace metal concentrations (total mercury, T-Hg). Moreover, assessing mercury levels in benthic octopods allowed the evaluation of pollution levels around South Georgia. My results show that A. polymorpha and P. turqueti inhabit the same habitat while exploring different trophic niches, at least partially. Both species exhibited an expected dietary ontogenic shift, translated by an increase of δ15N from the juvenile to the adult life stages, presumably for preying on larger and different preys. Moreover, the beaks of both species seem to present differences in density between species. Therefore, the different beak physicochemical properties and other dissimilarities in the digestive apparatus (e.g. posterior salivary gland) between both species seem to be adaptations to different trophic niches. Regarding total mercury (T-Hg), few conclusions were drawn about the trophic ecology of both species since it is still unknown how differently tissues from octopods uptake mercury. However, the highest T-Hg concentrations were found on P. Turqueti flesh. Relative to other benthic octopod species in the northern hemisphere, similar values of T-Hg were found on A. polymorpha and P. turqueti. These results show that ecosystem’s health of Antarctica may be threatened due to higher pollution levels of some toxicants, however future studies are needed.