A contribuit în mod egal la această lucrare cu: Eduardo Infantes, Caroline Crouzy, Per-Olav Moksnes

prădarea

Adresa actuală: Kristineberg 566, Fiskebäckskil SE-45178, Suedia

Departamentul de afiliere pentru științe marine, Universitatea din Göteborg, Göteborg, Suedia

A contribuit în mod egal la această lucrare cu: Eduardo Infantes, Caroline Crouzy, Per-Olav Moksnes

Adresa actuală: Kristineberg 566, Fiskebäckskil SE-45178, Suedia

Departamentul de afiliere pentru științe marine, Universitatea din Göteborg, Göteborg, Suedia

A contribuit în mod egal la această lucrare cu: Eduardo Infantes, Caroline Crouzy, Per-Olav Moksnes

Adresa actuală: Box 461, Gothenburg SE-40530, Suedia

Departamentul de afiliere pentru științe marine, Universitatea din Göteborg, Göteborg, Suedia

  • Eduardo Infantes,
  • Caroline Crouzy,
  • Per-Olav Moksnes

Cifre

Abstract

Există un interes din ce în ce mai mare pentru restabilirea serviciilor ecosistemice pe care le oferă eelgrass, după declinul lor continuu la nivel mondial. Majoritatea încercărilor de a restabili iarba folosind semințe sunt provocate de pierderi foarte mari de semințe, iar motivele acestor pierderi nu sunt toate clare. Evaluăm impactul prădării asupra pierderii semințelor și stabilirii ierbii și explorăm metode de reducere a pierderilor de semințe în timpul restaurării în coasta de nord-vest a Suediei. Într-un studiu de laborator am identificat trei prădători de semințe nedescriși anterior, crabul de mal Carcinus maenas, crabul pustnic Pagurus bernhardus și ariciul de mare Strongylocentrotus droebachiensis, dintre care crabii de mal au consumat de 2-7 ori mai multe semințe decât celelalte două specii. Importanța crabilor de țărm ca prădători de semințe a fost susținută în experimentele cuștilor de câmp unde un crab închis a cauzat pierderea de 73% a semințelor pe o perioadă de o săptămână în medie

21 de semințe pe zi). Înființarea răsadurilor a fost semnificativ mai mare (14%) în cuștile care excludeau prădătorii într-o perioadă de 8 luni decât în ​​parcelele necolite și în cuști care permiteau prădătorii, dar împiedicau transportul semințelor (0,5%), sugerând că prădarea semințelor constituie o sursă majoră de pierdere a semințelor în zona de studiu. Îngroparea semințelor la 2 cm sub suprafața sedimentului a împiedicat prădarea semințelor în laborator și scăderea prădării în câmp, constituind o modalitate de a reduce pierderea semințelor în timpul restaurării. Crabii de pe țărm pot acționa ca un mecanism cheie de feedback care împiedică întoarcerea ierbii atât prin consumul direct de semințe de eelgrass, cât și ca un prădător al mezograzilor de alge, permițând rogojinilor de algă să crească suprafețele de iarbă. Acest mecanism de feedback al crabului de țărm ar putea deveni auto-generator prin promovarea creșterii propriului habitat de pepinieră (rogojini de alge) și prin scăderea habitatului de pepinieră (pajiște de iarbă de mare) a prădătorului său dominant (cod). Această buclă de feedback dublă este susținută de o creștere puternică a abundenței de crab de țărm în ultimele decenii și poate explica parțial schimbarea regimului de vegetație observată de-a lungul coastei de vest a Suediei.

Citare: Copii E, Crouzy C, Moksnes P-O (2016) Prădarea semințelor de către țărmul Crab Carcinus maenas: un feedback pozitiv care împiedică recuperarea angrenelor? PLOS ONE 11 (12): e0168128. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0168128

Editor: Frank Melzner, Helmholtz Center for Ocean Research Kiel, GERMANIA

Primit: 10 aprilie 2016; Admis: 24 noiembrie 2016; Publicat: 15 decembrie 2016

Disponibilitatea datelor: Toate datele relevante se află în hârtie și în fișierele sale de informații de suport.

Finanțarea: FORMAS grant Dnr. 212-2011-758 și FORMAS acordă Dnr. 231-2014-735.

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

Degradarea ecosistemelor de coastă are loc la nivel mondial ca urmare a activităților antropice [1]. Unul dintre cele mai amenințate ecosisteme ale lumii sunt habitatele din iarbă de mare care dispar în toate părțile lumii într-un ritm alarmant. S-a estimat că aproape 30% din suprafața mondială de iarbă marină s-a pierdut de la începutul anilor 1900, cu o rată accelerată a pierderilor [2-4]. În multe părți ale lumii, poluarea cu substanțe nutritive și eutrofizarea litorală sunt considerate o cauză majoră a declinului ierbii marine, unde paturile de iarbă marină devin dominate sau înlocuite de covorașe de macroalge efemere [5,6]. Cu toate acestea, multe sisteme de iarbă marină nu au reușit să se recupereze, chiar dacă încărcăturile de nutrienți au scăzut, posibil deoarece schimbările în condițiile de mediu generează mecanisme de feedback care mențin sistemul într-o stare nevegetată sau dominată de alge [7-10]. Aceste tipuri de schimbări de regim [11] par a fi deosebit de frecvente în ecosistemele costiere superficiale unde resuspendarea crescută a sedimentelor [12,13] și reciclarea locală a nutrienților sedimentului [7] sunt sugerate ca mecanisme de feedback pozitiv care împiedică întoarcerea ierbii marine.

Schimbările în rețelele alimentare costiere cauzate de pescuitul excesiv al prădătorilor de pești mari pot contribui la declinul ierburilor marine printr-o cascadă trofică. De exemplu, o scădere a prădătorilor mari crește mezopredatoarele (de exemplu, peștii mici și prădătorii decapodelor) și, la rândul lor, scad abundența mezo-algelor (de exemplu, crustacee mici și gastropode), eliberând astfel algele efemere din controlul pășunilor, afectând negativ iarba marină 16]. Întrucât peștii mari nu au habitate de pepinieră atunci când paturile de iarbă marină scad, astfel de efecte în cascadă pot crea o buclă de feedback care duce la o pierdere accelerată a ierbii marine [17]. Majoritatea cercetărilor existente s-au concentrat pe efectele indirecte de sus în jos ale mezopredatorilor asupra ierbii marine. Se știe mai puțin despre efectele directe ale mezopredatorilor omnivori care pot consuma lăstari sau semințe de iarbă de mare.

Prădarea semințelor de anghilă a fost documentată în unele părți ale lumii, unde mai multe specii de crabi, moluște, pești, broaște țestoase și rațe au fost identificate ca prădători [29-33]. Cu toate acestea, se știe puțin despre potențialii prădători de semințe și impactul acestora asupra ierbii din nordul Europei, deoarece niciuna dintre aceste specii de prădători de semințe raportate anterior nu este prezentă în această regiune. Un potențial prădător de semințe în Europa este crabul de țărm Carcinus maenas. Crabul de țărm este un omnivor oportunist care se hrănește cu diferite organisme bentonice, inclusiv infaună, epifaună mobilă și material vegetal [34,35] Studii recente au descoperit că crabii de țărm pot consuma părți din lăstari de iarbă [36], dar se știe puțin despre capacitatea sa pentru prădarea semințelor. Crabul de țărm are un interes deosebit, deoarece este o specie foarte abundentă în nordul Europei și a demonstrat o creștere dramatică a abundenței în ultimele decenii, deoarece populația de cod a scăzut [37,38].

Scopul acestui studiu este de a) identifica speciile care pot prada semințe de anghilă, b) evaluați dacă prădarea semințelor este o cauză majoră a stabilirii puieților puțini observată de-a lungul coastei de vest a Suediei, c) evaluați dacă înmormântarea semințelor poate reduce semințele pierderi și creșterea stabilirii răsadurilor. De asemenea, descriem noi mecanisme de feedback pozitiv care ar putea explica schimbările observate în vegetația de coastă și lipsa de recuperare a anghilelor în zona de studiu.

Metode

Prădători de semințe Zostera marina

Pentru a identifica prădătorii de semințe de eelgrass găsite în mod obișnuit în pajiștile de eelgrass din Suedia, un total de nouă prădători de nevertebrate și omnivori a fost studiat în laborator. Domeniile de mărime dominante ale prădătorilor găsiți în câmp atunci când au fost eliberate semințe de anghilă au fost incluse în studiu (Tabelul 1). Semințele de anghilă au fost colectate prin recoltarea lăstarilor reproductivi în fiordul Gullmars, Gåsö la adâncimea de 1–3 m în 18-iulie 2014. Lăstarii reproducători au fost depozitați în tancuri în aer liber la Centrul Sven Lovén, stația Kristineberg, până la eliberarea semințelor. Permisiunea de a recolta lăstari de anghilă și de a efectua experimente pe teren a fost obținută de la Consiliul de administrație suedez din Västra Götaland. Specii de animale au fost colectate într-o pajiște de anghilă de la golful Bökevik, lângă Kristineberg. Animalele colectate au fost măsurate și cântărite și utilizate în termen de 3 zile de la colectare. Animalele au murit de foame timp de 24 de ore înainte de experimentare. Dimensiunile semințelor au fost de 1,5 x 3,0 mm diametru și o greutate de 7 mg.