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Trophic pathways of omega-3 polyunsaturated fatty acids in stream food webs
Nadine Ebm
Art der Arbeit
Dissertation
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Doctor of Philosophy-Doktoratsstudium Naturwissenschaften (Lebenswissenschaften): Biologie
Betreuer*in
Martin Kainz
DOI
10.25365/thesis.77959
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-17434.00275.631618-0
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Diese Dissertation untersuchte die ökologische Bedeutung von benthischen Algen in kleinen und beschatteten Flüssen, wobei der Schwerpunkt auf den aus Algen stammenden mehrfach ungesättigten Fettsäuren (PUFAs) und deren Beitrag zur Sekundärproduktion in Flussökosystemen lag. Diese Forschungsarbeit befasste sich nicht nur mit der Frage, ob Konsumenten in Flüssen (z. B. benthische Makroinvertebraten und Fische) essenzielle Nährstoffe wie langkettige PUFAs (LC-PUFAs) hauptsächlich aus autochthonen (benthischen Algen, Epilithon) oder allochthonen (terrestrischen) Nahrungsressourcen beziehen, sondern berücksichtigte auch interne Faktoren wie die endogene Synthese von LC-PUFAs aus Vorläufer-Fettsäuren. Diese sind entscheidend für den Aufbau und die Zusammensetzung von Nervengewebe bei Vertebraten (z. B. Gehirn und Augen). Diese Thematik ist von zentraler Bedeutung, da sie langjährige ökologische Paradigmen wie das River Continuum Concept (RCC) anzweifelt, das traditionell den terrestrischen Eintrag in Fließgewässern höher bewertet als die Eigenproduktion und damit die ökosystemare Funktion und folglich die ökologische Bedeutung von Fließgewässern systematisch unterschätzt. Die vorliegenden Studien verfolgten den Ursprung und den Fluss essenzieller Fettsäuren in Nahrungsnetzen mithilfe von Freilanduntersuchungen, Fütterungsexperimenten und/oder Isotopenanalysen. Alle durchgeführten Untersuchungen zeigten, dass Epilithon ¬ und nicht, terrestrische Einträge aus dem Umland die Hauptquelle von LC-PUFAs für Wirbellose als auch Fische sind. Diese Erkenntnisse tragen erheblich zum Verständnis über Nährstoff- und Energiekreisläufe aquatischer Ökosysteme bei und heben die Rolle von Algen in Fließgewässern hinsichtlich der Versorgung von Konsumenten mit Eicosapentaensäure (EPA) entscheidend hervor. Diese Forschungsarbeit überarbeitete aktuelle ökologische Modelle zur Produktivität von Fließgewässern und unterstreicht die Notwendigkeit, Algen als Nahrungsressourcen in Flüssen zu schützen und zu erhalten, insbesondere in Anbetracht der erwartet nachteiligen Auswirkungen des Klimawandels auf die Nährstoffqualität und dessen Gehalt in Algen aus temperatur-empfindlichen
Abstract
(Englisch)
In series of five studies, the ecological significance of stream algae in small and shaded rivers was investigated, with the focus on the dietary contribution of algal-derived polyunsaturated fatty acids (PUFAs) to secondary production in stream ecosystems. The research addressed the question of whether stream consumers (e.g., benthic invertebrates and fish) primarily rely more on autochthonous (benthic algae, epilithon) or allochthonous (fresh or submerged leaf litter) sources for essential nutrients, while also considering internal processes, such as the enzymatic bioconversion of precursor PUFAs to long-chain polyunsaturated fatty acids (LC-PUFAs), which are particularly important for the development of neural tissues in vertebrates (e.g., brain and eyes). This question challenges long-standing ecological paradigms (e.g., River Continuum Concept, RCC), which traditionally emphasized the importance of terrestrial inputs to low-productivity headwaters leading to a systematic underestimation of their ecosystem function and, consequently, their ecological significance. All five studies traced the source and fate of essential fatty acids in river food webs by using field investigations, experimental analyses, and/or advanced compound-specific stable isotope analysis (CSIA) and revealed that stream algae, rather than terrestrial inputs, are the primary source of LC-PUFAs for invertebrates and higher trophic levels (e.g., fish). These findings have significant implications for nutrient cycling and energy transfer within river ecosystems, highlighting the crucial role of stream algae in providing eicosapentaenoic acid (20:5n-3, EPA) to higher trophic levels. This research revised current ecological models of riverine productivity and underscored the need to preserve freshwater ecosystems and their algal resources, particularly given the detrimental impact of climate change on the nutritional quality at the trophic base of sensitive river habitats.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Bäche Epilithon EPA Mehrfach ungesättigte Fettsäuren Nahrungsqualität
Schlagwörter
(Englisch)
headwaters epilithon EPA polyunsaturated fatty acids food quality
Autor*innen
Nadine Ebm 
Haupttitel (Englisch)
Trophic pathways of omega-3 polyunsaturated fatty acids in stream food webs
Publikationsjahr
2024
Umfangsangabe
78 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*innen
Michael Danger ,
Goedkoop Goedkoop
Klassifikation
42 Biologie > 42.93 Limnologie
AC Nummer
AC17468355
Utheses ID
74084
Studienkennzahl
UA | 794 | 685 | 437 |