Pre- and post-settlement processes regulating recruitment of the shore crab Carcinus maenas

Abstract

O sucesso do recrutamento em espécies com ciclos de vida complexos, i.e. com duas ou mais fases de desenvolvimento, depende do fornecimento de larvas aos locais apropriados do assentamento (mecanismos de pré-assentamento) e na consequente sobrevivência destas larvas até aos estágios bentónicos iniciais (mecanismos de pós-assentamento). O estudo dos principais processos físicos que controlam a variabilidade intra-anual do recrutamento do caranguejo Carcinus maenas foi possível com à obtenção em séries diárias da abundância de megalopas no plâncton e do seu assentamento em substratos artificiais de assentamento, e de parâmetros físicos relacionados com a amplitude de maré e o upwelling, durante os meses da época reprodutiva deste caranguejo. Os nossos resultados demonstraram um padrão cíclico de fornecimento de megalopas de C. maenas aos estuários na costa ocidental de Portugal, relacionado com a amplitude de maré e favorecido pelos ventos de sul. O assentamento de megalopas nos substratos artificiais de assentamento mostrou-se desacoplado do fornecimento nos dois estuários. Os dados obtidos sugerem que as megalopas são transportadas para a costa após a acção de ventos de downwelling, e o fornecimento para os estuários ocorre por transporte selectivo por corrente de maré. A utilização de substratos artificiais para medir densidades de juvenis de Carcinus maenas deve ser ponderada, uma vez que se verificou que em habitats estruturalmente menos complexos os juvenis utilizam os colectores como refúgio; em habitats mais complexos, os juvenis preferiram refugiar-se nas ervas marinhas existentes. No entanto, a estimativa de abundâncias diárias medidas nos colectores permitiu a descrição das abundâncias dos vários estádios de desenvolvimento juvenis, bem como as respectivas taxas de crescimento. As capacidades locomotoras de diferentes classes de tamanho de juvenis de C. maenas foram estimadas mediante o cálculo de um índice de locomoção. Os nossos resultados sugerem que os juvenis mais pequenos estão relativamente protegidos em habitats com vegetação densa, provavelmente porque este tipo de habitats inibe os movimentos dos juvenis de maiores dimensões. Foram também encontradas evidências da existência de segregação temporal na actividade locomotora das diferentes classes de juvenis, que funcionará como um mecanismo que permite reduzir o canibalismo e, consequentemente, aumentar a capacidade de suporte dos habitats juvenis. Foi realizado um estudo sobre o canibalismo nos juvenis de C. maenas na Ria de Aveiro, in situ e utilizando densidades reais. Verificou-se que as presas mais pequenas eram as mais vulneráveis, sendo os juvenis de maiores dimensões os predadores mais eficazes. Por outro lado, as taxas de canibalismo foram menores em habitats com elevadas densidades de refúgio (Zostera noltii). A estimativa das taxas diárias de mortalidade devidas ao canibalismo são aproximadamente metade das taxas diárias de mortalidade devidas aos processos de pré-assentamento, indicando que esta população de C. maenas será regulada pelo fornecimento larvar, i.e., será uma população regulada essencialmente por mecanismos préassentamento.

The success of recruitment in complex life cycle species, i.e. with two or more developmental phases, is dependent on the supply of larvae to the appropriate settlement sites (pre-settlement processes) and on the subsequent survival of these larvae through the early benthic stages (post-settlement processes). The main physical processes that control intra-year variability of recruitment in the portunid crab Carcinus maenas were studied by obtaining daily series of abundance of megalopae in the plankton, settlement of megalopae on bottomdeployed collectors, and physical parameters related to tide amplitude and upwelling, during several months within the reproductive season. Our results demonstrated a cyclic pattern of supply of Carcinus maenas megalopae to estuaries on the west coast of Portugal, related to the tide amplitude. Furthermore, supply was enhanced by southerly winds. Settlement of megalopae on artificial settlement substrates deployed on the bottom was uncoupled to supply at both estuaries. Our results suggest that transport of C. maenas megalopae to the nearshore is accomplished by onshore advection following downwelling winds, and supply to the estuaries occurs by selective tidal stream transport. The use of artificial collectors to measure juvenile shore crab densities must be carefully considered as juveniles appear to use of the collectors as refuges in less complex habitat, while in more complex habitats crabs preferred to take shelter among the naturally-occurring seagrasses. Nevertheless, artificial collectors deployed daily allowed the description of the different juvenile instar abundances over time and the estimation of juvenile growth rates. The locomotory activity of different size classes of shore crab juveniles were assessed through the estimation of a locomotory index. Our results suggest that small juveniles are relatively protected under dense vegetation cover due to lower mobility of larger crabs, and evidence temporal segregation of activity windows between juvenile crabs of different size, which may be a key mechanism to reduce cannibalism and therefore increase carrying capacity of nursery habitats. Cannibalism in C. maenas juvenile shore was measured in situ and at natural densities. Smaller preys were the most predated and medium and large size of juveniles was the most successful predators. Also, rates of cannibalism diminished at higher densities of refuge (the seagrass Zostera noltii). In the case of Ria de Aveiro, the average daily mortality rates due to cannibalism is approximately half of the mortality caused by pre-settlement processes. These results suggest that this shore crab population is mainly regulated by larval supply, i.e., it is a pre-settlement regulated population.