Drought effects on resource quality in a Mediterranean stream: Fatty acids and sterols as indicators

Abstract

Seasonal droughts in Mediterranean streams shape their physical, chemical, and biological characteristics. Thus, droughts have the potential to alter resources at the base of the food web, which in headwater streams are primarily allochthonous and secondarily autochthonous organic matter (OM). In the present study we asssessed the quality of basal resources in a Mediterranean stream during a drought episode before and after a non-flow period (NF). Fatty acids (FA) and sterols were analyzed in the benthic substrata (leaves and sand and cobbles biofilm) and transported OM (particulate and dissolved fractions). FA and sterols were selected as indicators of resource quality because they include essential molecules for consumers and may be used as biomarkers of OM sources. The drying-rewetting process determined a general reduction in the total and essential FA of benthic substrata and transported particulate OM, and a shift from predominantly autochthonous to allochthonous OM. Furthermore, the sterol composition did not change between the drying and rewetting phases and the rewetting did not cause the leaching of FA in dissolved OM. The epilithic biofilm and leaves were the most important sources of essential FA and sterols, while the sand biofilm was the poorest source of these lipids. Our conclusions enhance the understanding of the mechanisms underlying the effects of droughts on basal resource quality in streams

La sequía estival en los ríos mediterráneos modela sus características físicas, químicas y biológicas. De ese modo, la sequía podría, potencialmente, alterar la calidad de los recursos basales que en los ríos de cabecera son esencialmente materia orgánica (MO) de origen alóctono y secundariamente de origen autóctono. Este trabajo evalúa la calidad de los recursos basales en un río mediterráneo durante un episodio de sequía estival, antes y después de la interrupción del flujo de agua (NF). Se han analizado los ácidos grasos y esteroles en los sustratos bentónicos (biofilm en hojas, en arena y en piedras) y en la MO en suspensión que transporta el río. Los ácidos grasos y esteroles fueron seleccionados como indicadores de la calidad de los recursos porque incluyen moléculas esenciales para los consumidores y pueden servir como biomarcadores del origen de la MO. El paso de lecho seco a la recuperación del flujo determinó una reducción general en la concentración total y de ácidos grasos esenciales en los sustratos y en la MO transportada, así como un cambio de MO predominantemente de origen autóctono a alóctono. Por el contrario, la composición de esteroles no varió en esta fase y tampoco se observaron más ácidos grasos en la fracción disuelta. El biofilm epilítico y de las hojas fueron la fuente más importante de ácidos grasos esenciales y esteroles, mientras que el biofilm en la arena fue el más pobre en estos lípidos. Nuestras conclusiones aportan información sobre los mecanismos que suceden durante la interrupción del flujo de agua en la calidad de los recursos basales en ríos