Ecology of some keystone invertebrates inhabiting shallow soft bottom communities of the Maresme coast (NW Mediterranean Sea)

Abstract

Bivalves living in large aggregations of individuals (reefs or beds), such as mussels, clams, cockles and some high trophic predators such as sea stars, play an essential ecological role in the structure, integrity, stability, and diversity of the biological communities; being usually considered as keystone species. Their disappearance or decline could lead to disproportionate effects in their communities, even affecting the survival of other species. Although keystone species are crucial for maintaining the Earth biodiversity, often their study has not taken enough attention. The main aim of this Doctoral Thesis was to study the ecology of some keystone invertebrates inhabiting shallow soft bottom communities of the Maresme coast (Northwestern Mediterranean Sea). The results enhance the knowledge of the smooth clam (Callista chione) and also of its potential predators, several species of sea stars (Astropecten spp.) co-occurring in the area. But at the same time, our findings help to understand their trophic interactions, the status of their populations and propose guidelines for their conservation. Maresme coast is close to Barcelona and it has concentrated historically a high anthropogenic pressure that has altered and modified its environment. Our results have showed the critical status of the smooth clam bed as a consequence of the combination of different human coastal uses: sand dredging and clam fisheries. These anthropogenic pressures have also led to significant changes in Astropecten populations. A. aranciacus has been shown to be the most vulnerable, and consequently the most affected, to the extent that its population suffers an important and worrying decline. Moreover, A. aranciacus reproductive cycle, growth and depth segregation between size classes along the continental shelf have been described for the first time. Our results have documented Astropecten species niche segregation, which allow them to co-occur within a biological community scale, without compete for the same available recourses. Sea stars showed a partitioning of the prey (species) and microhabitats in the Maresme coast. This Doctoral Thesis aims to provide a valuable background to improve the conservation of these keystone invertebrates, as well as to promote the sustainable exploitation of shellfish.

Els bivalves que viuen en grans agregacions d'individus, com ara algunes espècies de musclos, cloïsses i escopinyes; i alguns predadors que ocupen elevats nivells tròfics com ara les estrelles de mar juguen un paper fonamental en l'estructura, integritat, estabilitat i diversitat de les comunitats biològiques, sent habitualment considerats com espècies clau. La seva desaparició o declivi pot conduir a efectes desproporcionats sobre el conjunt de les comunitats on habiten, fins i tot afectant la supervivència d'altres espècies. Tot i que les espècies clau són essencials per mantenir la biodiversitat al planeta Terra, sovint no s'ha prestat prou atenció al seu estudi. El principal objectiu d'aquesta Tesi Doctoral ha estat l'estudi de l'ecologia d’algunes d’aquestes espècies clau que habiten els fons tous poc profunds de la costa del Maresme (nord-oest del Mar Mediterrani). Els resultats obtinguts milloren de manera significativa el coneixement de la població de petxinot de sang (Callista chione) i dels seus potencials depredadors, diferents espècies d'estrelles de mar (Astropecten spp.) que cohabiten a la zona. Al mateix temps ajuden a entendre les seves relacions tròfiques, l'estat de les seves poblacions i es proposen pautes per a la seva conservació. La costa del Maresme és molt propera a la ciutat Barcelona, i per això ha concentrat històricament una elevada pressió antropogènica que ha modificat i alterat el seu medi ambient. Els resultats d'aquesta Tesi Doctoral mostren com l'estat crític de la població de petxinot de sang (C. chione) és conseqüència de la combinació de diferents pressions antropogèniques: dragatges de sorres i la pesca de bivalves amb dragues. També s'ha observat que aquestes mateixes pressions han produït canvis significatius en les poblacions d'estrelles de mar Astropecten. A. aranciacus ha resultat ser l'estrella més vulnerable a aquestes pressions i en conseqüència ha estat la més afectada, veient-se la seva població disminuir a un ritme preocupant. A més, s'ha descrit per primera vegada la reproducció, el creixement i la segregació batimètrica per mida de A aranciacus. Els resultats obtinguts també mostren que les diferents espècies de Astropecten poden cohabitar per la segregació dels seus nínxols ecològics permeten-los no competir pels recursos disponibles (preses i hàbitat). Aquesta Tesi Doctoral pretén proporcionar un rerefons valuós per a millorar la conservació d'aquestes espècies clau, així com promoure l'explotació sostenible dels mol·luscs bivalves.

Los bivalvos que viven en grandes agregaciones de individuos, como por ejemplo algunas especies de mejillones, almejas y berberechos; y algunos predadores que ocupan elevados niveles tróficos como por ejemplo las estrellas de mar juegan un papel crucial en la estructura, integridad, estabilidad y diversidad de la comunidades biológicas, siendo habitualmente considerados como especies clave. Su desaparición o declive puede conducir a efectos desproporcionados sobre el conjunto de sus comunidades, incluso afectando la supervivencia de otras especies. Aunque las especies clave son esenciales para mantener la biodiversidad en el planeta Tierra, a menudo no se ha prestado suficiente atención a su estudio. El principal objetivo de esta Tesis Doctoral fue el estudio de la ecología de algunas especies clave que habitan los fondos blandos y someros de la costa del Maresme (noroeste del Mar Mediterráneo). Los resultados obtenidos mejoran de forma significativa el conocimiento sobre la concha fina (Callista chione) y sus depredadores potenciales, distintas species de estrellas de mar del género Astropecten que cohabitan en la zona. Al mismo tiempo ayudan a entender sus relaciones tróficas, el estado de sus poblaciones y se proponen pautas para mejorar su conservación. La costa del Maresme se halla cerca de la ciudad Barcelona, y por ello ha concentrado históricamente una elevada presión antropogénica que ha modificado y alterado su medio ambiente. Los resultados de esta Tesis Doctoral muestran como el estado crítico de la población de concha fina (C. chione) es consecuencia de la combinación de distintas presiones antrópogenicas: dragados de arenas y pesquerías de moluscos bivalvos. También se ha observado que estas mismas presiones han producido cambios significativos en las poblaciones de estrellas de mar Astropecten. A. aranciacus ha resultado ser la estrella más vulnerable a dichas presiones y en consecuencia ha sido la más afectada, viéndose su población disminuir a un rito preocupante. Además, se ha descrito por primera vez la reproducción, el crecimiento y la segregación batimétrica por tallas de A. aranciacus. Los resultados documentados también muestran que las distintas especies de Astropecten pueden cohabitar por la segregación de sus nichos ecológicos permitíendoles no competir por los recursos disponibles (presas y hábitat). Esta Tesis Doctoral pretende proporcionar un trasfondo valioso para mejorar la conservación de estas especies clave, así como promover la explotación sostenible de los moluscos bivalvos.