Stable isotope values of carbon and nitrogen in Norwegian brown bear, wolf, lynx and wolverine tissue and their significance for understanding diets

Abstract

Halley, D.J. 2017. Stable isotope values of carbon and nitrogen in Norwegian brown bear, wolf, lynx and wolverine tissue and their significance for understanding diets - NINA Report 1341. 41 pp. Analysis of stable isotope values of carbon and nitrogen in body tissues of a consumer allow inferences to be drawn about the dietary sources of the tissues (ie, the foods) from which that body tissue was made. Muscle tissue of the four large mammalian predators found in Norway – brown bear, lynx, wolverine, and wolf – was analysed and compared with the isotope values of plants and animals in the Norwegian terrestrial food chain. This method cannot distinguish between the proportion of food consumed that was taken directly as live prey or indirectly by scavenging. Mean values for each predator species were similar. As a result, they did not allow inferences to be made between species about the relative balance of food sources in their diets. This was because the differences between the four species were well within the known inter-species variation in systematic change in isotope ratios caused by digestive processes (‘dietary fractionation’). The overall values of all species were in the ranges expected for animals consuming a diet dom-inated by the food chain from plants (ie, not lichens), through wild mammal herbivores excluding wild and semi-domestic reindeer. Reindeer have very distinctive isotope profiles, mainly because they eat much lichen, which is isotopically distinct from plant species. Values are not compatible with reindeer tissue being a major source of the assimilated diet of any of the species; though they may have been a significant subsidiary source for some individual wolverines in wild reindeer areas of south Norway, and some individual lynx living in semi-domestic reindeer areas. For wolverine especially this result is at variance with dietary studies using other methods such as scat analysis, and suggest that those methods may overestimate the significance of reindeer in wolverine diets. Further research would be useful to clarify this issue. Sheep isotope values are closely similar to those of the large predators themselves. This appears to be an effect of the high values for carbon and nitrogen in marine protein. Marine protein is an element in the artificial feeds sheep consume in winter in Norway. The result is that the proportion of sheep in the diet in Norway is very difficult to interpret using this method. However, if sheep were a very large proportion of the diet, predator stable isotope values would be expected to be even higher than they were observed to be. In brown bears, no significant differences in isotope values between males and females; or between bears in areas with semi-domestic reindeer and without, were found; indicating that by this method there was no evidence of variation in diet between these groups. In lynx, female lynx in areas without semi-domestic reindeer had stable isotope values that distinguished them from other groups; indicating a significantly different balance of diet from those other groups. The nature of this difference was unclear. In wolverine, carbon isotope values differed significantly between males and females, and between areas with semi-domestic reindeer and other areas; indicating relative dietary differences between males and females; and between areas with domestic reindeer and those without. However, this was within an assimilated diet dominated by wild mammalian herbivores excluding reindeer. In wolves, only one sample was available from areas with semi-domestic reindeer. In areas with no semi-domestic reindeer, there was no significant difference between sexes in stable isotope values. Values were consistent with an assimilated diet dominated by wild mammalian herbivores excluding reindeer; and reindeer could not have been a significant element. The proportion of sheep in the assimilated diet was hard to interpret, but could not have been dominant.

Halley, D.J. 2017. Stable isotope values of carbon and nitrogen in Norwegian brown bear, wolf, lynx and wolverine tissue and their significance for understanding diets - NINA Rapport 1341. 41 s. Ved å analysere stabil-isotopverdier av karbon og nitrogen fra kroppsvev hos dyr kan man trekke sluttinninger om hvilke kilder (i form av mat) kroppsvevet har. «I denne studien ble» muskelvev fra Norges fire store rovdyr: brunbjørn, gaupe, jerv, og ulv, analysert og sammenlignet med verdiene hos planter, lav og andre dyr i den norske terrestriske næringskjeden. Metodikken kan ikke skille mellom føde som kommer fra levende byttedyr og fra åtsel. Resultatene viser at rovdyrartene har ganske like gjennomsnittsverdier, så like at de ikke tillater å trekke slutninger om den relative balansen av fødekilden mellom artene. Dette er fordi forskjellene mellom de fire artene er godt innenfor kjent variasjon mellom arter i systematiske endringer i isotopverdier forårsaket av fordøyelsesprosesser (‘fordøyselsesfraksjonering’). Oppsummert plasserer verdiene til artene seg innenfor spekteret som er forventet for dyr som spiser en diett dominert av planteetende pattedyr (unntatt rein) som igjen spiser planter (dvs, ikke lav). Rein har veldige bestemte isotopprofiler som skiller seg fra andre pattedyr. Dette er hovedsakelig på grunn av at de spiser mye lav, som har karbonverdier som er veldig annerledes enn planter. Verdiene som ble funnet hos alle de fire artene stemmer for arten som helhet ikke overens med at reinsvev utgjør en vesentlig andel av den fordøyde dietten. Rein kan ha vært en signifikant bi-ressurs for noen individer av jerv i villreinområder i Sør-Norge, og for noen individer av gaupe som lever i områder med tamrein. For jerv spesielt er resultatene ikke i samsvar med diettundersøkelser som bruker andre meto-der, som f.eks. avforingsanalyse. Det antyder at metodikkene muligens overestimerer andelen av rein i jervens diett. Det er en fordel med videre forskning for å få klarhet i dette. Isotopverdier som måles fra sau ligner veldig på isotopverdiene som måles fra de fire store rovdyrene. Dette synes å være forårsaket av veldig høye verdier av karbon og nitrogen i marint protein, som er en viktig bestanddel i kraftforet som sau fores med om vinteren i Norge. Resultatet er at andelen sau (i rovdyrdietten) er svært vanskelig å tolke ved bruk av metodikken. Likevel, dersom sau utgjorde en veldig stor andel av dietten, ville stabil-isotopverdier hos rovdyrene forventes å være enda høyere enn de som ble funnet. Hos brunbjørn ble det ikke funnet betydelig statistiske forskjeller i isotopverdier mellom hanner og hunner, eller mellom områder med tamrein og uten tamrein. Dette indikerer at det mangler bevis for variasjon i dietten mellom gruppene med bruk av stabil-isotopteknikken. Hos gaupe hadde hunner i områder uten tamrein stabil-isotopverdier som skilte de statistisk fra alle andre gruppene (hunner i områder med tamrein, samt hanner i både tamrein og ikke-tamreinområder). Dette indikerer en statistisk betydelig forskjell i balansen mellom diettkilder i denne gruppen i forhold til de andre gruppene. Årsaken til forskjellen er uklar. I områder med tamrein, men der rådyr er sjelden eller ikke funnet, var verdiene forenelig med en større, men ikke dominerende andel rein i dietten. Hos jerv ble det funnet en statistisk betydelig forskjell i karbon-isotopverdier mellom hanner og hunner, og mellom områder med tamrein og områder uten. Likevel var den assimilerte dietten dominert, bortsett fra noen få individer, av ville planteetende pattedyr unntatt rein. Hos ulv var det en bare en prøve fra tamreinområder tilgjengelig. I områder uten tamrein var det ikke noen statistisk betydelig forskjell mellom kjønnene i stabil-isotopverdier. Verdiene var i overenstemmelse med en assimilert diett dominert av ville planteetende pattedyr, unntatt rein. Resultatene viste at det ikke var mulig at rein utgjorde en betydelig andel av dietten. Andelen sau er vanskelig å tolke, men kan ikke ha vært dominerende.