Comparison of ecological characteristics of three Devils Hole pupfish refuges

Authors: Karam, Abraham P., Lyons, Lindsey T., Parker, Michael S.

Year: 2005 (xxxvii)

Abstract

Attempts to maintain refuge populations of Devils Hole pupfish, Cyprinodon diabolis, in artificial tanks have achieved limited success. Changes in morphological, behavioral and genetic characteristics of refuge populations suggest that environmental conditions, and thus selective pressures, are much different than in Devils Hole. Yet, to date, there have been no attempts to quantify differences among refuges or between refuges and Devils Hole. During the past year, we compared physical, chemical and biological characteristics of the three existing refuges (Hoover Dam, School Springs, and Point of Rocks). Temperature monitoring revealed large differences in mean temperatures as well as diel and seasonal fluctuations among the three refuges and between all three refuges and Devils Hole. On two occas ions, we recorded extreme temperature fluctuations due to water supply malfunctions at Hoover Dam (8°C drop) and School Springs (20°+C drop). Similar malfunctions have caused large declines in, or losses of entire refuge populations in the past. Substrate composition is very different in the refuges compared to Devils Hole. Because they are closed systems, thick layers of organic-rich, anoxic sediment have accumulated, particularly at School Springs (mean depth 19.1 cm; range 1- 30 cm) and Point of Rocks (mean depth 8.9 cm; range 5-39 cm), burying rocky substrate designed to replicate the spawning shelf in Devils Hole. Algal standing crops differed several-fold among the three refuges and, in two of them, were consistently greater than peak standi ng crops reported for Devils Hole. In addition, algal biomass showed much less seasonal variation in all three refuges than has been reported for Devils Hole. Dissolved oxygen concentrations were much less variable in the refuges than in Devils Hole, particularly during spring and summer months when there are short periods of direct sunlight on the upper rocky shelf. Benthic invertebrate abundances and taxonomic diversity also differed considerably among the three refuges, and taxa abundant in Devils Hole were consistently rare or absent. Our results show that existing refuge environments deviate considerably from natural conditions in Devils Hole, and further illustrate the challenges faced in trying to establish and maintain refuge populations of C. diabolis.

Resumen

Comparación de características ecológicas de t res refugios para cachorrito del desierto de Devils Hole Los intentos para sostener poblaciones refugio del cachorrito de Devils Hole, Cyprinodon diabolis, en tanques artificiales han tenido un éxito limitado. Los cambios en las características morfológicas, genéticas y de conducta de las poblaciones en los refugios, sugieren que las condiciones medioambientales y las presiones selectivas son mucho muy diferentes a las de Devis Hole. Aún así, a la fecha no se han hecho estudios para cuantificar las diferencias entre refugios, ni entre los refugios y Devils Hole. A lo largo del año pasado, se compararon las características físicas, químicas y biológicas de los tres refugios existentes (Presa Hoover, Manantiales School, Point of Rocks [manatial]). El registro de temperatura mostró grandes diferencias en los promedios de temperaturas, así como en las fluctuaciones diurnas y esta cionales entre los tres refugios y entre los refugios y Devils Hole. En dos ocasiones se registraron fluctuaciones extremas de temperatura debido al mal funcionamiento en el surtido de agua a los refugios en Presa Hoover (una caída de 8°C) y Manatiales School (una caída de más de 20°C). Anteriormente, hechos similares han causado grandes declinaciones, o pérdidas de poblaciones enteras en refugio. Comparada a Devils Hole, la composición del sustrato es muy diferente en los refugios, dado que son sistemas cerrados y se han acumulado grue sas capas de sedimento anóxico rico en materia orgánica, particularmente en Manantiales School (con profundidad media de 19.1 cm, rango de 1 a 30 cm) y en Point of Rocks (con profundidad media de 8.9 cm, rango de 5 a 39 cm), enterrando sustrato rocoso diseñado para replicar la plataforma de desove en Devils Hole. El crecimiento de las algas difirió en varios grados entre los tres refugios, y en dos de ellos fueron consistentemente más grandes que los picos de producción reportados para Devils Hole. Además, la biomasa de algas most ró una variación estacional mucho menor en los tres refugios que lo que se ha reportado para Devils Ho le. Las concentraciones de oxígeno disuelto fueron mucho menos variables en los refugios que lo que ha sido reportado para Devils Hole, particularmente en los meses de primavera y verano cuando se presentan periodos cortos de luz solar directa en la plataforma rocosa superior. La abundancia de invertebrados bentónicos y su diversidad taxonómica también difirieron considerablemente entre los tres refugios, mientras que en Devils Hole los taxa abundantes fueron cons istentemente raras o estuvieron ausentes. Nuestros resultados muestran que los ambientes que prevalecen en los refugios se desvían considerablemente de las condiciones naturales de Devils Hole, y lo que es más aún, ilustran los retos que se enfrentan al tratar de establecer y mantener poblaciones refugio de C. diabolis.