Hypoxia Tolerance in Twelve Species of East African Cichlids: Potential for Low Oxygen Refugia in Lake Victoria

:The species flock of haplochromine cichlid fishes in Lake Victoria is one of the most extensive and recent radiations of vertebrates known. Over the past 15 years, however, many of the haplochromine cichlid species have vanished, and predation by the introduced Nile perch (Lates niloticus) is thought to be one of the most significant factors underlying this mass extinction. Information on the hypoxia tolerance of haplochromines from the Lake Victoria is valuable for predicting their response to the increasing anoxia within the lake and in evaluating their potential use of low oxygen regions as refugia from predation by introduced Nile perch. This study examines the response of nine cichlid species from Lake Victoria (eight indigenous, one introduced) and three cichlid species from Lake Tanganyika to different low-oxygen regimes under laboratory conditions. Fish were exposed to progressive and acute hypoxia, with and without access to the surface. All species used aquatic surface respiration at very low Po2. Buccal bubble holding and active swimming at the surface during aquatic surface respiration were used by many species and may serve to increase its efficiency. Lacustrine cichlids endemic to Lake Victoria were more tolerant of hypoxia than ecologically similar species from Lake Tanganyika. The two species examined that are widespread in variety of aquatic habitats exhibited a relatively high tolerance to hypoxia, with well-developed aquatic surface respiration and bubble-holding capabilities and no loss of equilibrium during progressive hypoxia. Species strongly affected by recent changes in Lake Victoria were not consistently poorer in their hypoxia tolerance than less-affected species. But, two of the less-affected species are inhabitants of shallow, rocky habitats, an environment that may be both rich in oxygen and well defended against the Nile perch because of the structural complexity of the rocky, littoral area. The generally high levels of hypoxia tolerance in the cichlid species examined from Lake Victoria suggest that these species potentially could use low-oxygen refugia to escape Nile perch predation. Some species that are thought to have disappeared may currently inhabit low-oxygen refugia that have not been adequately sampled. Tolerancia a la hipoxia en ciclidos del Africa oriental: Refugios con bajo contenido de oxigeno en el lago Victoria Resumen: El grupo de especies de peces ciclidos haplocrominidos del lago Victoria es una de las radiaciones de vertebrados mas recientes y extensivas de la que se tenga conocimiento. Sin embargo, a lo largo de los ultimos 15 anos, muchas de las especies de ciclidos haplocrominidos han desaparecido, y la predacion por una especie introducida, la perca del Nilo (Lates niloticus) es considerada como uno de los factores mas significativos que contribuyeron a esta extincion masiva. La informacion sobre la tolerancia a la hipoxia de los haplocrominidos del lago Victoria es valiosa para predecir sus respuestas a la anoxia en aumento dentro del lago y en la evaluacion del uso potencial de regiones con bajo contenido de oxigeno como refugios contra la predacion por parte de la perca del Nilo. Este estudio examina la respuesta de nueve especies de ciclidos del lago Victoria (ocho indigenas y una introducida) y tres especies de ciclidos del lago Tanganica bajo distintos regimenes de bajo contenido en oxigeno en condiciones de laboratorio. Los peces fueron expuestos a una hipoxia progresiva y aguda, con o sin acceso a la superficie. Todas las especies usaron respiracion de superficie cuando los niveles de Po2 eran muy bajos. Muchas especies usaron la retencion de burbujas en la boca y la naticion activa en la superficie durante la respiracion de superficie, las cuales podrian servir para aumentar su eficiencia. Los ciclidos lacustres endemicos al lago Victoria fueron mas tolerantes a la hipoxia que las especies ecologicamente similares del lago Tanganica. Las dos especies examinadas que tienen amplia distribucion en una variedad de habitats acuaticos exhibieron una tolerancia relativamente alta a la hipoxia, con respiracion de superficie y capacidad para la retencion de burbujas bien desarrolladas y sin ninguna perdida en el equilibrio durante la hipoxia progresiva. Las especies fuertemente afectadas por cambios recientes en el lago Victoria no fueron consistentemente mas pobres en su tolerancia a la hipoxia que las especies menos afectadas. Sin embargo dos de las especies menos afectadas son residentes de habitats rocosos someros, un ambiente que podria ser rico en oxigeno y podria estar resguardado de la perca del Nilo debido a la complejidad estructural del area litoral rocosa. Los niveles generalmente altos de tolerancia a la hipoxia en las especies de ciclidos del lago Victoria examinadas sugiere que estas especies podrian usar en forma potencial los refugios con bajo contenido de oxigeno para escapar de la predacion por parte de la perca del Nilo. Alguna de las especies que se piensa han desaparecido podrian, en la actualidad, residir en refugios con bajo contenido de oxigeno que no han sido muestreados adecuadamente.