Large-Scale Spatial Distribution Patterns of Gastropod Assemblages in Rocky Shores

• DOI: 10.1371/journal.pone.0071396
• Publication Date: 2013-08-13T21:08:13Z
• Authors: Patricia Miloslavich; Juan José Cruz-Motta; Eduardo Klein; Katrin Iken; Vanessa Weinberger; Brenda Konar; Tom Trott; Gerhard Pohle; Gregorio Bigatti; Lisandro Benedett...; Yoshihisa Shirayama; Angela Mead; Gabriela Palomo; Manuel Ortiz; Judith Gobin; Adriana Sardi; Juan Manuel Díaz; Ann Knowlton; Melisa Wong; Ana C. Peralta
• Keywords: 0106 biological sciences; Gulf of Alaska; Biología; Gastropoda; Population Dynamics; Abundance (ecology); Intertidal zone; Oceanography; 01 natural sciences; Context (archaeology); https://purl.org/becyt/ford/1.6; Species diversity; Global and Planetary Change; Latitude; Ecology; Geography; Q; R; Malacology; Biodiversity; global distribution; Gastrópodos - Habitat; Rocky shore; Ecological Dynamics of Marine Environments; Earth and Planetary Sciences; Phylogeography; Habitat; Archaeology; Physical Sciences; Medicine; Moluscos; Research Article; 570; benthic assemblages; Ecosystem Resilience; Science; Estuarine Habitats; marine gastropods; Marine Biodiversity and Ecosystem Functioning; Environment; Marine ecosystem; Animals; Spatial ecology; 14. Life underwater; https://purl.org/becyt/ford/1; Biology; Gastrópodos - Ecología; Ecosystem; Population Density; Spatial Analysis; rocky shores; Animals; Biodiversity; Oceanography; Population Density; Population Dynamics; Spatial Analysis; Ecosystem; Environment; Gastropoda; Biochemistry, Genetics and Molecular Biology (all); Agricultural and Biological Sciences (all); Invasive species; FOS: Earth and related environmental sciences; 15. Life on land; Gastropods; 13. Climate action; Impacts of Climate Change on Marine Fisheries; FOS: Biological sciences; Environmental Science; Mediterranean climate; Species richness

Les assemblages de gastéropodes provenant d'habitats rocheux côtiers ont été étudiés sur de grandes échelles spatiales pour (1) décrire les modèles à grande échelle dans la composition des assemblages, y compris les modèles par modes d'alimentation, (2) identifier le modèle latitudinal de la biodiversité, c'est-à-dire la richesse et l'abondance des gastéropodes et/ou des points chauds régionaux, et (3) identifier les facteurs environnementaux et anthropiques potentiels de ces assemblages. Les gastéropodes ont été échantillonnés sur 45 sites répartis dans 12 grandes régions marines (LME) selon le protocole standard NaGISA (Natural Geography in Shore Areas) (www.nagisa.coml.org). Au total, 393 taxons de gastéropodes de 87 familles ont été collectés. Huit de ces familles (9,2 %) sont apparues dans quatre LME différents ou plus. Parmi ceux-ci, les Littorinidae étaient les plus largement distribués (8 LME) suivis des Trochidae et des Columbellidae (6 LME). Dans toutes les régions, les assemblages étaient dominés par peu d'espèces, dont les plus diverses et les plus abondantes étaient des herbivores. Aucun gradient latitudinal n'était évident en relation avec la richesse ou la densité des espèces entre les sites d'échantillonnage. La plus grande diversité a été observée en Méditerranée et dans le golfe d'Alaska, tandis que les densités les plus élevées ont été observées à différentes latitudes et représentées par peu d'espèces d'un même genre (p. ex. Afrolittorina dans le courant des Aiguilles, Littorina dans le plateau néo-écossais et Lacuna dans le golfe d'Alaska). Aucune corrélation significative n'a été trouvée entre la composition des espèces et les variables environnementales (r≤0,355, p>0,05). Les variables contribuant à cette faible corrélation comprenaient les espèces envahissantes, la pollution inorganique, les anomalies SST et les anomalies de la chlorophylle a. Malgré les limites des données dans cette étude qui limitent les conclusions dans un contexte mondial, ce travail représente le premier effort pour échantillonner la biodiversité des gastéropodes sur les côtes rocheuses en utilisant un protocole standardisé à grande échelle. Nos résultats généreront plus de travail pour construire des bases de données mondiales permettant des comparaisons à grande échelle de la diversité des assemblages intertidaux rocheux.<br/>Gastropod assemblages from nearshore rocky habitats were studied over large spatial scales to (1) describe broad-scale patterns in assemblage composition, including patterns by feeding modes, (2) identify latitudinal pattern of biodiversity, i.e., richness and abundance of gastropods and/or regional hotspots, and (3) identify potential environmental and anthropogenic drivers of these assemblages. Gastropods were sampled from 45 sites distributed within 12 Large Marine Ecosystem regions (LME) following the NaGISA (Natural Geography in Shore Areas) standard protocol (www.nagisa.coml.org). A total of 393 gastropod taxa from 87 families were collected. Eight of these families (9.2%) appeared in four or more different LMEs. Among these, the Littorinidae was the most widely distributed (8 LMEs) followed by the Trochidae and the Columbellidae (6 LMEs). In all regions, assemblages were dominated by few species, the most diverse and abundant of which were herbivores. No latitudinal gradients were evident in relation to species richness or densities among sampling sites. Highest diversity was found in the Mediterranean and in the Gulf of Alaska, while highest densities were found at different latitudes and represented by few species within one genus (e.g. Afrolittorina in the Agulhas Current, Littorina in the Scotian Shelf, and Lacuna in the Gulf of Alaska). No significant correlation was found between species composition and environmental variables (r≤0.355, p>0.05). Contributing variables to this low correlation included invasive species, inorganic pollution, SST anomalies, and chlorophyll-a anomalies. Despite data limitations in this study which restrict conclusions in a global context, this work represents the first effort to sample gastropod biodiversity on rocky shores using a standardized protocol across a wide scale. Our results will generate more work to build global databases allowing for large-scale diversity comparisons of rocky intertidal assemblages.<br/>Los conjuntos de gasterópodos de hábitats rocosos cercanos a la costa se estudiaron a grandes escalas espaciales para (1) describir patrones a gran escala en la composición del conjunto, incluidos los patrones por modos de alimentación, (2) identificar el patrón latitudinal de biodiversidad, es decir, la riqueza y abundancia de gasterópodos y/o puntos calientes regionales, y (3) identificar posibles impulsores ambientales y antropogénicos de estos conjuntos. Se tomaron muestras de gasterópodos de 45 sitios distribuidos en 12 Grandes Regiones de Ecosistemas Marinos (LME) siguiendo el protocolo estándar NaGISA (Geografía Natural en Áreas Costeras) (www.nagisa.coml.org). Se recogieron un total de 393 taxones de gasterópodos de 87 familias. Ocho de estas familias (9.2%) aparecieron en cuatro o más LME diferentes. Entre estos, Littorinidae fue el más ampliamente distribuido (8 LME), seguido de Trochidae y Columbellidae (6 LME). En todas las regiones, los conjuntos estaban dominados por pocas especies, de las cuales las más diversas y abundantes eran los herbívoros. No se evidenciaron gradientes latitudinales en relación con la riqueza de especies o densidades entre los sitios de muestreo. La mayor diversidad se encontró en el Mediterráneo y en el Golfo de Alaska, mientras que las densidades más altas se encontraron en diferentes latitudes y representadas por pocas especies dentro de un género (por ejemplo, Afrolittorina en la corriente de Agulhas, Littorina en la plataforma escocesa y Lacuna en el Golfo de Alaska). No se encontró correlación significativa entre la composición de las especies y las variables ambientales (r≤0,355, p>0,05). Las variables que contribuyeron a esta baja correlación incluyeron especies invasoras, contaminación inorgánica, anomalías de SST y anomalías de clorofila-a. A pesar de las limitaciones de datos en este estudio que restringen las conclusiones en un contexto global, este trabajo representa el primer esfuerzo para muestrear la biodiversidad de gasterópodos en costas rocosas utilizando un protocolo estandarizado a gran escala. Nuestros resultados generarán más trabajo para construir bases de datos globales que permitan comparaciones de diversidad a gran escala de conjuntos intermareales rocosos.<br/>تمت دراسة تجمعات غاستروبود من الموائل الصخرية القريبة من الشاطئ على نطاقات مكانية كبيرة من أجل (1) وصف الأنماط واسعة النطاق في تكوين التجميع، بما في ذلك الأنماط عن طريق أنماط التغذية، (2) تحديد نمط خط العرض للتنوع البيولوجي، أي ثراء ووفرة غاستروبودس و/أو النقاط الساخنة الإقليمية، و (3) تحديد المحركات البيئية والبشرية المحتملة لهذه التجمعات. تم أخذ عينات من غاستروبودس من 45 موقعًا موزعة داخل 12 منطقة نظام إيكولوجي بحري كبير (LME) وفقًا للبروتوكول القياسي NaGISA (الجغرافيا الطبيعية في المناطق الساحلية) (www.nagisa.coml.org). تم جمع ما مجموعه 393 نوعًا من أنواع أرجل المعدة من 87 عائلة. ظهرت ثماني من هذه العائلات (9.2 ٪) في أربع أو أكثر من النظم البيئية البحرية الكبيرة المختلفة. من بين هؤلاء، كانت Littorinidae هي الأكثر انتشارًا (8 LMEs) تليها Trochidae و Columbellidae (6 LMEs). في جميع المناطق، سيطر على التجمعات عدد قليل من الأنواع، وأكثرها تنوعًا ووفرة هي الحيوانات العاشبة. لم تكن هناك تدرجات عرضية واضحة فيما يتعلق بثراء الأنواع أو كثافتها بين مواقع أخذ العينات. تم العثور على أعلى تنوع في البحر الأبيض المتوسط وخليج ألاسكا، في حين تم العثور على أعلى كثافة في خطوط العرض المختلفة ويمثلها عدد قليل من الأنواع ضمن جنس واحد (على سبيل المثال Afrolittorina في تيار Agulhas، و Littorina في الجرف الاسكتلندي، و Lacuna في خليج ألاسكا). لم يتم العثور على ارتباط كبير بين تكوين الأنواع والمتغيرات البيئية (r≤0.355، p>0.05). وشملت المتغيرات المساهمة في هذا الارتباط المنخفض الأنواع الغازية، والتلوث غير العضوي، والشذوذ SST، والكلوروفيل - الشذوذ. على الرغم من قيود البيانات في هذه الدراسة التي تقيد الاستنتاجات في سياق عالمي، فإن هذا العمل يمثل أول جهد لأخذ عينات من التنوع البيولوجي للمعدة على الشواطئ الصخرية باستخدام بروتوكول موحد عبر نطاق واسع. ستولد نتائجنا المزيد من العمل لبناء قواعد بيانات عالمية تسمح بمقارنات التنوع على نطاق واسع للتجمعات الصخرية بين المد والجزر.<br/>