Western Pearlshell (Margaritifera falcata) Extirpation in the Smith River, Montana, with a Possible Link to Warming Water Temperatures

IF 0.5 4区 环境科学与生态学 Q4 BIODIVERSITY CONSERVATION Western North American Naturalist Pub Date : 2023-08-01 DOI:10.3398/064.083.0210
D. Stagliano
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Despite historical and anecdotal descriptions of abundant western pearlshell in the Smith River, intensive structured surveys between 2004 and 2007 documented only 4 sections with low-density, nonviable western pearlshell populations (<10 individuals, large size classes [average total length = 70 mm], with no signs of recruitment). In 2014, we revisited these occupied sites to repeat surveys (expending significantly more search time) and observed no live individuals. This was surprising given that, although those populations would certainly die out without recruitment, older individuals can oftentimes persist for decades. Therefore, we consider the western pearlshell mussel extirpated from the Smith River watershed. We reviewed long-term USGS gage discharge and temperature data near the western pearlshell populations to evaluate the potential causal factors for, and timing of, the extirpation. From 3 July to 3 August 2007, water temperatures were at or above the thermal stress levels of the western pearlshell (>25 °C, with maximum daily temperatures of 28 °C) for 23 days. Water temperatures did not reach these threshold levels on any days between 2008 and 2012, and in 2013, only 6 days reached temperatures >25 °C (max. 26 °C). Therefore, we hypothesize that the lack of live individuals reported in 2014 was most likely a result of population losses occurring during the summer of 2007. We could not evaluate viruses or bacterial infections as possible causes of the extirpation, but these factors are being implicated in recent mussel mass mortality events. Such infections may have been additional causal factors in the Smith River extirpations because of already high E. coli loads in conjunction with thermally and/or oxygen-stressed individuals. Two eDNA samples collected in July 2022 downstream of the Hwy. 360 bridge and Fort Logan WMA tested negative for western pearlshell DNA fragments, confirming their continued absence. Resumen. Concha de perla occidental, Margaritifera falcata, las poblaciones de mejillones están en declive en todo el oeste de los Estados Unidos. En 2008, Montana enumeró la concha de perlas como una especie de preocupación en peligro (S2) basada en detecciones severamente reducidas en sitios históricamente ocupados y muy pocas poblaciones viables. Entre 2004 y 2014, examinamos 24 secciones del río Smith (61 sitios totales de cuencas hidrográficas) para la presencia de poblaciones de conchas de perlas occidentales. A pesar de las descripciones históricas y anecdóticas de abundantes conchas de perlas en algunos tramos del río Smith, las encuestas estructuradas entre 2004 y 2007 documentaron sólo cinco secciones con poblaciones de conchas perlas de baja densidad y no viables (<10 individuos, clases de gran tamaño, sin reclutamiento). En 2014, revisamos estos sitios y realizamos encuestas (usando significativamente más tiempo y esfuerzo de búsqueda) y observamos cero individuos vivos. Utilizamos datos de descarga y temperatura del medidor USGS a largo plazo recopilados más cercanos a las poblaciones de conchas de perlas para explicar los posibles factores causales para, y el momento de la muerte. Del 3 de julio al 3 de agosto de 2007, se registraron 23 días de temperaturas del agua a o por encima de los niveles de estrés térmico de la perla occidental (>25 °C, con temperaturas máximas de 28 °C). Las temperaturas del agua no alcanzaron estos niveles umbral en ningún día entre 2008 y 2012, y en 2013, sólo se notificaron 6 días con temperaturas >25 °C (máx. 26 °C). Por lo tanto, presmemos la hipótesis de que los resultados negativos de la encuesta divulgada en 2014 fueron en su mayoría probables debido a la muerte de la población a partir del verano de 2007. No consideramos que los virus o las infecciones bacterianas fueran las causas de la muerte, puro estos factores están siendo implicados en más de los recientes eventos de mortalidad de mejillón, especialmente en individuos ya térmicamente y/o con estresados por el oxígeno. Éstos pueden haber sido un factor adicional en las extirpaciones del río de Smith con las cargas ya altas de E. coli, conjuntamente con individuos termal y/o oxígeno-tensionados. En julio 2022, dos muestras de eDNA recolectadas aguas abajo del puente Hwy. 360 y Fort Logan dieron negativo para fragmentos de DNA de concha de perla, lo que confirma su ausencia continua.","PeriodicalId":49364,"journal":{"name":"Western North American Naturalist","volume":"26 1","pages":"254 - 263"},"PeriodicalIF":0.5000,"publicationDate":"2023-08-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Western North American Naturalist","FirstCategoryId":"93","ListUrlMain":"https://doi.org/10.3398/064.083.0210","RegionNum":4,"RegionCategory":"环境科学与生态学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q4","JCRName":"BIODIVERSITY CONSERVATION","Score":null,"Total":0}
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Abstract

Abstract. Western pearlshell (Margaritifera falcata) populations are in decline across the species' range in western North America. In 2008, Montana categorized the western pearlshell as an imperiled species of concern (S2) based on reduced detections at historically occupied sites and few viable populations. Between 2004 and 2014, we surveyed 24 Smith River reaches (61 total sites in the watershed) for the presence of western pearlshell populations. Despite historical and anecdotal descriptions of abundant western pearlshell in the Smith River, intensive structured surveys between 2004 and 2007 documented only 4 sections with low-density, nonviable western pearlshell populations (<10 individuals, large size classes [average total length = 70 mm], with no signs of recruitment). In 2014, we revisited these occupied sites to repeat surveys (expending significantly more search time) and observed no live individuals. This was surprising given that, although those populations would certainly die out without recruitment, older individuals can oftentimes persist for decades. Therefore, we consider the western pearlshell mussel extirpated from the Smith River watershed. We reviewed long-term USGS gage discharge and temperature data near the western pearlshell populations to evaluate the potential causal factors for, and timing of, the extirpation. From 3 July to 3 August 2007, water temperatures were at or above the thermal stress levels of the western pearlshell (>25 °C, with maximum daily temperatures of 28 °C) for 23 days. Water temperatures did not reach these threshold levels on any days between 2008 and 2012, and in 2013, only 6 days reached temperatures >25 °C (max. 26 °C). Therefore, we hypothesize that the lack of live individuals reported in 2014 was most likely a result of population losses occurring during the summer of 2007. We could not evaluate viruses or bacterial infections as possible causes of the extirpation, but these factors are being implicated in recent mussel mass mortality events. Such infections may have been additional causal factors in the Smith River extirpations because of already high E. coli loads in conjunction with thermally and/or oxygen-stressed individuals. Two eDNA samples collected in July 2022 downstream of the Hwy. 360 bridge and Fort Logan WMA tested negative for western pearlshell DNA fragments, confirming their continued absence. Resumen. Concha de perla occidental, Margaritifera falcata, las poblaciones de mejillones están en declive en todo el oeste de los Estados Unidos. En 2008, Montana enumeró la concha de perlas como una especie de preocupación en peligro (S2) basada en detecciones severamente reducidas en sitios históricamente ocupados y muy pocas poblaciones viables. Entre 2004 y 2014, examinamos 24 secciones del río Smith (61 sitios totales de cuencas hidrográficas) para la presencia de poblaciones de conchas de perlas occidentales. A pesar de las descripciones históricas y anecdóticas de abundantes conchas de perlas en algunos tramos del río Smith, las encuestas estructuradas entre 2004 y 2007 documentaron sólo cinco secciones con poblaciones de conchas perlas de baja densidad y no viables (<10 individuos, clases de gran tamaño, sin reclutamiento). En 2014, revisamos estos sitios y realizamos encuestas (usando significativamente más tiempo y esfuerzo de búsqueda) y observamos cero individuos vivos. Utilizamos datos de descarga y temperatura del medidor USGS a largo plazo recopilados más cercanos a las poblaciones de conchas de perlas para explicar los posibles factores causales para, y el momento de la muerte. Del 3 de julio al 3 de agosto de 2007, se registraron 23 días de temperaturas del agua a o por encima de los niveles de estrés térmico de la perla occidental (>25 °C, con temperaturas máximas de 28 °C). Las temperaturas del agua no alcanzaron estos niveles umbral en ningún día entre 2008 y 2012, y en 2013, sólo se notificaron 6 días con temperaturas >25 °C (máx. 26 °C). Por lo tanto, presmemos la hipótesis de que los resultados negativos de la encuesta divulgada en 2014 fueron en su mayoría probables debido a la muerte de la población a partir del verano de 2007. No consideramos que los virus o las infecciones bacterianas fueran las causas de la muerte, puro estos factores están siendo implicados en más de los recientes eventos de mortalidad de mejillón, especialmente en individuos ya térmicamente y/o con estresados por el oxígeno. Éstos pueden haber sido un factor adicional en las extirpaciones del río de Smith con las cargas ya altas de E. coli, conjuntamente con individuos termal y/o oxígeno-tensionados. En julio 2022, dos muestras de eDNA recolectadas aguas abajo del puente Hwy. 360 y Fort Logan dieron negativo para fragmentos de DNA de concha de perla, lo que confirma su ausencia continua.
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蒙大拿州史密斯河西部珍珠贝(Margaritifera falcata)的灭绝可能与水温变暖有关
摘要:在北美西部的整个物种分布区,西部珍珠贝(Margaritifera falcata)的种群数量正在下降。2008 年,蒙大拿州将西部珍珠贝归类为濒危关注物种(S2),原因是在历史上占据的地点检测到的数量减少,且存活的种群数量很少。2004 年至 2014 年间,我们调查了 24 个史密斯河河段(流域内共有 61 个地点)是否存在西部珍珠贝种群。尽管历史和传闻描述史密斯河有大量的西部珍珠贝,但 2004 年至 2007 年期间的密集结构调查仅记录了 4 个河段有低密度、无法生存的西部珍珠贝种群(25 °C,最高日温度 28 °C),持续时间为 23 天。2008 年至 2012 年期间,没有任何一天的水温达到这些阈值水平,而在 2013 年,只有 6 天的水温超过 25 °C(最高 26 °C)。因此,我们推测 2014 年报告的活体个体缺乏很可能是 2007 年夏季发生的种群损失造成的。我们无法评估病毒或细菌感染可能是导致贻贝灭绝的原因,但这些因素与最近的贻贝大规模死亡事件有牵连。由于大肠杆菌含量已经很高,再加上个体受热和/或受氧胁迫,这些感染可能是史密斯河贻贝灭绝的额外致因。2022 年 7 月,在 Hwy.360 桥和洛根堡水域保护区(Fort Logan WMA)采集的两份 eDNA 样本检测出西部珍珠贝 DNA 片段呈阴性,这证实了西部珍珠贝的持续缺失。总结。在整个美国西部,西部珍珠贝(Margaritifera falcata)的数量正在下降。2008 年,蒙大拿州将珍珠贝列为濒危关注物种(S2),原因是在历史上曾有珍珠贝栖息的地点检测到的珍珠贝数量严重减少,且能存活的珍珠贝种群数量极少。2004 年至 2014 年间,我们检查了史密斯河的 24 个河段(共 61 个流域点),以确定是否存在西部珍珠贝种群。尽管历史和传闻描述史密斯河某些河段有大量珍珠贝,但 2004 年至 2007 年期间的结构性调查仅记录了五个河段有低密度、无法生存的珍珠贝种群(25 °C,最高温度 28 °C)。在 2008 年至 2012 年期间,没有任何一天的水温达到上述阈值水平,而在 2013 年,仅有 6 天的水温超过 25 °C(最高 26 °C)。因此,我们推测 2014 年报告的负面调查结果很可能是由于 2007 年夏季以来的种群死亡造成的。我们并不认为病毒或细菌感染是导致死亡的原因,但最近更多的贻贝死亡事件都与这些因素有关,尤其是已经受到热和/或氧胁迫的个体。在史密斯河大肠杆菌含量已经很高的情况下,这些可能是导致贻贝灭绝的另一个因素,同时也会导致热和/或氧气受压的个体死亡。2022 年 7 月,在 Hwy.360 和洛根堡(Fort Logan)下游采集的两份 eDNA 样本中,珍珠贝 DNA 片段呈阴性,证实了珍珠贝的持续缺失。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
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来源期刊
Western North American Naturalist
Western North American Naturalist 环境科学-生态学
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审稿时长
>36 weeks
期刊介绍: The Western North American Naturalist places neither restriction nor preference on manuscripts within the disciplines of the biological sciences. Each issue treats diverse taxa from the perspectives of various disciplines (e.g., ecology, population dynamics, behavior, systematics, anatomy, and physiology).
期刊最新文献
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