Effects of salmon on the diet and condition of stream-resident sculpins

Pacific salmon (Oncorhynchus spp.) can subsidize freshwater food webs with marine-derived nutrients from their eggs, juveniles, and carcasses. However, trophic interactions between spawning salmon and freshwater fish across natural gradients in salmon subsidies remain unclear. We tested how salmon affected the diets and condition of two dominant freshwater consumers — prickly and coastrange sculpins (Cottus asper and Cottus aleuticus, respectively) — across a wide gradient of pink salmon (Oncorhynchus gorbuscha) and chum salmon (Oncorhynchus keta) biomass from 33 streams in the Great Bear Rainforest of British Columbia, Canada. Sculpin diets shifted from invertebrates and juvenile salmonids to salmon eggs when salmon arrived in autumn, with salmon-derived nutrient contributions to diets and sculpin condition increasing with increasing biomass of spawning salmon among streams. Season, habitat, and individual sculpin body size and species also mediated the effects of salmon on sculpin diet as inferred from their carbon and nitrogen stable isotope signatures. This study shows the timing and pathways by which spawning salmon influence the diets and condition of freshwater consumers, and some of the individual and environmental factors that can regulate uptake of salmon nutrients in streams, thus informing ecosystem-based management. Résumé : Les saumons du Pacifique (Oncorhynchus spp.) peuvent contribuer aux réseaux trophiques d'eau douce par l'entremise de nutriments d'origine marine issus de leurs œufs, leurs juvéniles et leurs carcasses. Les interactions trophiques entre les saumons en frai et les poissons d'eau douce le long de gradients naturels d'apports trophiques des saumons demeurent toutefois mal définies. Nous avons voulu comprendre l'incidence des saumons sur le régime alimentaire et l'état d'embonpoint de deux consommateurs d'eau douce dominants, le chabot piquant et le chabot côtier (Cottus asper et Cottus aleuticus, respectivement), le long d'un large gradient de biomasse de saumons roses (Oncorhynchus gorbuscha) et kétas (Oncorhynchus keta) de 33 cours d'eau dans la forêt pluviale de Great Bear, en Colombie-Britannique (Canada). Les régimes alimentaires des chabots passaient d'invertébrés et de salmonidés juvéniles aux œufs de saumon après l'arrivée des saumons en automne, les contributions de nutriments provenant des saumons au régime alimentaire et à l'état d'embonpoint des chabots augmentant parallèlement à l'augmentation de la biomasse de saumons en frai dans les cours d'eau. La saison, l'habitat, ainsi que la taille du corps et l'espèce des chabots modulaient également les effets des saumons sur le régime alimentaire des chabots déterminé à la lumière de leurs signatures d'isotopes stables de carbone et d'azote. Ces résultats font la lumière sur les périodes où les saumons en frai influencent le régime alimentaire et l'état d'embonpoint de consommateurs d'eau douce et les voies par lesquelles cette influence s'exerce, ainsi que sur certains des facteurs individuels et du milieu ambiant qui peuvent réguler la consommation de nutriments dérivés des saumons dans les cours d'eau, ce qui peut éclairer la gestion écosystémique. [Traduit par la Rédaction]