macrobenthos recruitment success in a tidal flat

7/29/2019 Macrobenthos Recruitment Success in a Tidal Flat

1/4

Macrobenthos recruitment success in a tidal flat: Feeding trait dependent effects of

disturbance history

penerimaan makrobentos sukses di pasang surut datar: efek Pakan sifat tergantung dari

gangguan riwayat

abstract

Juvenile growth rate and production of the bivalves Macoma balthica and Cerastoderma edule and the

polychaete Nereis diversicolor were investigated on two contrasting tidal flat sediments that represented different

recovery stages following disturbance. Juvenile M. balthica and N. diversicolor grew faster and yielded a higher

production in the early succession community where fresh microalgal food supply was higher and physical stress

was lower in comparison with the mature community, while C. edule recruitment success did not differ between

recovery stages. Growth rate responses were positively related to the consumer specific microalgal dietary

requirement suggesting the roles of microalgal food availability and interference within the mature community on

juvenile feeding efficiency. In addition to the enhanced growth, lower post-settlement dispersal in the more stable

sediments of the early succession community also contributed substantially to the higher cohort production of M.

balthica and N. diversicolor at early recovery stages. This study emphasises that the recruitment success of tidal flat

macrobenthic juveniles is both context- and trait dependent (i.e. disturbance history and feeding trait). As

recruitment is the foundation upon which all subsequent interactions within the community take place, our results

illustrate the important role of bioticphysical interactions that affect food supply and sediment stability to tidal flat

benthic community dynamics.

abstrak

Tingkat pertumbuhan muda dan produksi bivalvia Macoma balthica dan Cerastoderma edule dan polychaete Nereis

diversicolor diselidiki pada dua sedimen kontras datar pasang yang mewakili tahapan pemulihan yang berbeda

setelah gangguan. Juvenile M. balthica dan N. diversicolor tumbuh lebih cepat dan menghasilkan produksi yang

lebih tinggi dalam komunitas suksesi awal di mana pasokan makanan segar mikroalga adalah stres yang lebih tinggi

dan fisik yang lebih rendah dibandingkan dengan masyarakat yang dewasa, sedangkan C. keberhasilan penerimaan

edule tidak berbeda antara pemulihan tahap. Pertumbuhan tingkat respon yang positif terkait dengan kebutuhan

konsumen makanan spesifik mikroalga menunjukkan peran ketersediaan pangan mikroalga dan gangguan dalam

komunitas jatuh tempo pada efisiensi makan remaja. Selain pertumbuhan ditingkatkan, lebih rendah pasca-penyelesaian penyebaran dalam sedimen lebih stabil dari komunitas suksesi awal juga memberikan kontribusi

substansial untuk produksi kohort lebih tinggi dari M. balthica dan N. diversicolor pada tahap pemulihan awal. Studi

ini menekankan bahwa keberhasilan rekrutmen pasang remaja makrobenthos datar adalah baik-konteks dan sifat

bergantung (gangguan riwayat yaitu sifat dan makan). Seperti penerimaan adalah fondasi yang semua interaksi

selanjutnya dalam masyarakat berlangsung, hasil kami menggambarkan pentingnya peran biotik-fisik interaksi yang

mempengaruhi pasokan pangan dan stabilitas sedimen untuk pasang dinamika masyarakat datar bentik.

1. Introduction

Disturbance and community recovery are known to playmajor roles in the dynamics of natural systems

(Johnson, 1973; Connell and Slatyer,1977). To date, no marine area is unaffected by human disturbances ( Halpern

et al., 2008) and a large fraction is strongly affected bymultiple anthropogenic drivers (e.g. Crain et al., 2008;

Thrush et al., 2008a). Field studies and in situ experiments have revealed the importance of local disturbances ininfluencing spatial and temporal heterogeneity in the structure and function of marine and estuarine soft-sediment

benthic communities (e.g. Austen and Widdicombe, 1998; de Juan et al., 2007; Thrush et al., 2008b). Marine and

estuarine soft-bottom habitats can thus be viewed as temporal mosaics consisting of patches inhabited by benthic

communities representing different recovery states following disturbances, as originally described by Johnson

(1973). Consequently, events that affect benthos recruitment success will govern postdisturbance population

dynamics since these events determine the magnitude of propagule arrival to the community (i.e. net input of new

individuals) and post-settlement survival.


2/4

1. pengantar

Gangguan dan pemulihan masyarakat diketahui peran playmajor dalam dinamika sistem alam (Johnson,

1973, Connell dan Slatyer, 1977). Sampai saat ini, tidak ada wilayah laut tidak terpengaruh oleh gangguan manusia

(Halpern et al, 2008.) Dan fraksi besar sangat dipengaruhi driver bymultiple antropogenik (misalnya Crain et al,

2008;. Thrush et al, 2008a.). Studi lapangan dan dalam percobaan in situ telah mengungkapkan pentingnya

gangguan lokal dalam mempengaruhi heterogenitas spasial dan temporal dalam struktur dan fungsi kelautan dan

lembut-sedimen muara komunitas bentik (misalnya Austen dan Widdicombe, 1998; de Juan et al, 2007;. Thrush et

al, 2008b.). Kelautan dan lembut-bottom muara habitat sehingga dapat dilihat sebagai mosaik sementara yang terdiri

dari patch dihuni oleh masyarakat bentik yang mewakili negara-negara yang berbeda pemulihan menyusul

gangguan, sebagai awalnya dijelaskan oleh Johnson (1973). Akibatnya, peristiwa yang mempengaruhi keberhasilan

benthos penerimaan akan mengatur dinamika postdisturbance penduduk sejak peristiwa menentukan besarnya

kedatangan propagul kepada masyarakat (yaitu bersih masukan baru

individu) dan pasca-penyelesaian bertahan hidup.

The relative importance of pre- and post-settlement recruitment limitation differ between substrate type,

scale and species (Fraschettiet al., 2002). Stoner (1990) suggested that pre-settlement events influence a larger-scale

distribution of recruits,whereas post-settlement events (i.e. survival, growth and secondary dispersal) affect juvenile

density at a local scale. Pre-settlementmortality is thought to primarily limit benthic populations because the

planktonic larval stage is considered the most vulnerable stage in the life cycle of marine invertebrates (Thorson,

1950). Nevertheless, post-settlement recruitment limitation cannot be neglected since post-settlement mortality may

exceed 90% of the larvae settled (Gosselin and Qian, 1997) anda lot of benthic species exhibit substantial post-settlement dispersal (e.g. Gnther, 1992;Norkko et al., 2001; Guevara, 2004). Fraschetti et al.(2002) concluded that

post-settlement growth, survival and dispersal depends on both intrinsic and extrinsic factors, e.g. interactions with

established adults, the exposure to physical and hydrodynamic disturbances, food limitation, the scale, timing and

intensity of disturbance. The environmental context for resident organisms in recovering patches changes during

succession due to (1) increased bioturbation and irrigation activities that affect sediment stability and resource flows

(Rhoads, 1974; Pearson and Rosenberg, 1978) and (2) alterations in the interactions between early andlate

colonizers (Connell and Slatyer, 1977). While the importance of these changing intrinsic factors for recovery

dynamics is widely recognized (e.g. Zajac and Whitlatch, 1985; Thrush and Whitlatch, 2001), demographic

responses to these changing recovery determinants have rarely been studied. Yet, information on temporal changes

in population demographics following disturbance (i.e. fecundity, growth and production rates) is important to

assesswhether different recovery stages generate favorable or unfavorable conditions for recolonizing species.

Moreover, information about whether these responses depend on the species-specific traits (e.g. feeding and life

habit) may provide insight into the causal mechanisms of community succession dynamics.

Kepentingan relatif dari pra-dan pasca-penyelesaian pembatasan perekrutan berbeda antara jenis substrat,

skala dan spesies (Fraschetti et al., 2002). Stoner (1990) menyatakan bahwa pra-pemukiman peristiwa

mempengaruhi distribusi yang lebih besar-skala merekrut, sedangkan pasca-penyelesaian peristiwa (yaitu

kelangsungan hidup, pertumbuhan dan penyebaran sekunder) mempengaruhi densitas remaja pada skala lokal. Pra-

settlementmortality diperkirakan terutama membatasi populasi bentik karena tahap larva plankton dianggap sebagai

tahap yang paling rentan dalam siklus hidup dari invertebrata laut (Thorson, 1950). Namun demikian, pasca-

penyelesaian pembatasan perekrutan tidak dapat diabaikan karena pasca-penyelesaian kematian dapat melebihi 90%

dari larva menetap (Gosselin dan Qian, 1997) ANDA banyak pameran penyebaran spesies benthik substansial

pasca-penyelesaian (misalnya Gnther, 1992; Norkko et al , 2001;. Guevara, 2004). Fraschetti et al. (2002)

menyimpulkan bahwa pasca-penyelesaian pertumbuhan, kelangsungan hidup dan penyebaran tergantung pada kedua

faktor intrinsik dan ekstrinsik, misalnya interaksi dengan orang dewasa ditetapkan, eksposur terhadap gangguan fisik

dan hidrodinamika, pembatasan makanan, skala, waktu dan intensitas gangguan. Konteks lingkungan untukorganisme penduduk dalam memulihkan perubahan patch selama suksesi karena (1) meningkatkan kegiatan

bioturbation dan irigasi yang mempengaruhi stabilitas sedimen dan aliran sumber daya (Rhoads, 1974; Pearson dan

Rosenberg, 1978) dan (2) perubahan dalam interaksi antara awal andlate penjajah (Connell dan Slatyer, 1977).

Sedangkan pentingnya faktor-faktor intrinsik berubah untuk dinamika pemulihan secara luas diakui (misalnya Zajac

dan Whitlatch, 1985; Thrush dan Whitlatch, 2001), respon demografi terhadap penentu pemulihan perubahan jarang

dipelajari. Namun, informasi mengenai perubahan temporal dalam demografi populasi menyusul gangguan (yaitu

fekunditas, pertumbuhan dan tingkat produksi) penting untuk assesswhether tahapan pemulihan yang berbeda

menghasilkan kondisi yang menguntungkan atau tidak menguntungkan bagi spesies recolonizing. Selain itu,


3/4

informasi tentang apakah tanggapan ini tergantung pada spesies-spesifik sifat (misalnya makan dan kebiasaan hidup)

dapat memberikan wawasan tentang mekanisme kausal dari dinamika suksesi masyarakat.

In this paper, we use two communities which represent a different stage of recovery following disturbance

to evaluate whether benthic community-mediated differences in the intrinsic environmental context affect the post-

settlement demographics of three macrobenthic species. Specifically, we inferred population production and growth

rates from a recolonization field study after experimentally induced hypoxia where differences in geomechanical

and feeding traits between a mature and early successional community-mediated differences in microalgal food

availability and susceptibility to erosion (Van Colen et al., 2008; Montserrat et al., 2008). Furthermore, to gain

insight into the causal mechanisms of this potential contextdependent recruitment success we examined whether

growth rate and production differed among species which clearly differ in their dietary regime: the polychaete

Nereis diversicolor and the bivalves Macoma balthica and Cerastoderma edule. These species are common and

important contributors to the macrobenthic community, and hence, to the functioning of NW European tidal flats

(Bachelet andDauvin, 1993; Ysebaert and Herman, 2002; Ysebaert et al., 2003; Volkenborn and Reise, 2007; Van

Colen et al., 2009a).

Dalam tulisan ini, kita menggunakan dua komunitas yang mewakili tahap yang berbeda dari gangguan pemulihan

berikut untuk mengevaluasi apakah bentik masyarakat dimediasi perbedaan dalam konteks lingkungan intrinsik

mempengaruhi pasca-penyelesaian demografi dari tiga spesies makrobentos. Secara khusus, kami disimpulkan

produksi penduduk dan tingkat pertumbuhan dari studi lapangan recolonization setelah eksperimen diinduksihipoksia mana perbedaan sifat geomekanika dan makan antara komunitas-dimediasi perbedaan 'matang' dan awal

suksesi dalam ketersediaan pangan mikroalga dan kerentanan terhadap erosi (Van Colen et al , 2008; Montserrat et

al, 2008)... Selanjutnya, untuk mendapatkan wawasan tentang mekanisme penyebab keberhasilan ini penerimaan

potensial contextdependent kami memeriksa apakah tingkat pertumbuhan dan produksi berbeda di antara spesies

yang jelas berbeda dalam rezim diet mereka: polychaete Nereis diversicolor dan bivalvia Macoma balthica dan

Cerastoderma edule. Spesies ini merupakan kontributor umum dan penting bagi komunitas makrobentos, dan

karenanya, dengan fungsi NW Eropa tidal flat (Bachelet dan Dauvin, 1993; Ysebaert dan Herman, 2002; Ysebaert et

al, 2003;. Volkenborn dan Reise, 2007; Van Colen et al, 2009a.).

In conclusion, the present study shows that the recruitment success of tidal flat macrobenthic juveniles is

both context- and trait dependent: i.e. late successional communities that consist of a high biomass of bioturbating

and grazing species render the habitat less suitable for recruiting species that feed on microalgae. However, it should

be noted that the results obtained from this study may strongly be location, season- and scale dependent. For

instance, changing hydrodynamic conditions have been shown to affect benthos feeding strategies and recruitment

success (e.g. Peterson and Skilleter, 1994; Hentschel, 1998;Whitlatch et al., 2001), while the determinative effect of

seasonality and scale in affecting benthos population dynamics has been demonstrated by e.g. Zajac and Whitlatch

(1991) and Norkko et al. (2006). Consequently, because recruitment is the foundation upon which all subsequent

interactions within the community take place, (1) more demographic studies that take broad-scale environmental

variability into account and (2)meta-analysis of studies conducted at different locations in space and time, are

necessary ifwe want to extend our understanding of marine and estuarine benthic community dynamics and

patchiness.

Sebagai kesimpulan, penelitian ini menunjukkan bahwa keberhasilan rekrutmen pasang remaja

makrobenthos datar adalah baik-konteks dan sifat bergantung: yaitu komunitas suksesi akhir yang terdiri dari

biomassa tinggi bioturbating dan spesies merumput membuat habitat yang kurang cocok untuk spesies merekrutyang memakan mikroalga. Namun, perlu dicatat bahwa hasil yang diperoleh dari penelitian ini sangat mungkin

lokasi, musim-dan skala bergantung. Misalnya, kondisi hidrodinamik perubahan telah terbukti mempengaruhi

benthos makan strategi dan keberhasilan penerimaan (misalnya Peterson dan Skilleter, 1994; Hentschel, 1998;.

Whitlatch et al, 2001), sedangkan efek penentu musiman dan skala dalam mempengaruhi dinamika populasi benthos

telah ditunjukkan oleh misalnya Zajac dan Whitlatch (1991) dan Norkko et al. (2006). Akibatnya, karena

penerimaan merupakan fondasi yang semua interaksi selanjutnya dalam masyarakat terjadi, (1) studi lebih

demografis yang mengambil skala luas variabilitas lingkungan diperhitungkan dan (2) meta-analisis dari studi yang


4/4

dilakukan di lokasi yang berbeda dalam ruang dan waktu , yang diperlukan ifwe ingin memperluas pemahaman kita

tentang laut dan muara dinamika masyarakat bentik dan ketidakumuman.

macrobenthos recruitment success in a tidal flat

Documents