Are minnows (Cyprinidae) muddled in murk y waters?: Evaluating the effects of turbidity on growth of three Notropis species

Authors: Remington, Rachael K.

Year: 2005 (xxxvii)

Abstract

Anthropogenic disturbances, such as agriculture and dams, have influenced aquatic systems by changing the amount of suspended sediment (i.e., turbidity) in streams and rivers. Turbidity may have different shortterm and long-term impacts on fishes, including altering spawning behavior, foraging success, predator vulnerability and growth rate. Although many aquatic habitats have relatively low levels of turbidity, several river systems have historically experienced extreme turbidity levels (e.g., Colorado River basin, Great Plains rivers). Hence, anthropogenic reductions in turbidity levels (e.g., via dams acting as sediment traps) may have negative effects on fishes adapted to naturally turbid environments. I investigated effects of turbidity on growth of three species of minnows (Notropis bairdi, N. stramineus, N. boops) that occur in environments with contrasting turbidity levels. Experiments were conducted during 60 days in outdoor artificial-stream mesocosms at University of Oklahoma Biological Station at Kingston. Each species was tested in 6 clear and 6 turbid (50-100 NTU) treatments. Fishes were individually marked with acrylic paint, measured and weighed. Notropis bairdi (a turbid-water species) and N. stramineus (a clear-to-intermediate turbid-water species) exhibited significantly higher levels of growth in turbid treatments than in clear treatments. However, N. boops (a clear-water species) did not grow well in either environment. Additionally, benthic invertebrates, zooplankton and algal growth were measured to quantify food availability. Levels of zooplankton were significantly higher in the N. bairdi and N. stramineus turbid-treatments than in clear water treatments. These results suggest that turbidity can enhance the growth of certain species through alteration of food resources. However, more research is necessary to uncover other potential mechanisms underlying this apparent enhancement (e.g., alteration of feeding behaviors). Understanding how fishes perform in turbid environments should help to uncover what influence, if any, changes in turbidity have in the decline of turbid-river faunas.

Resumen

Evaluando los efectos de la turbidez sob re el crecimiento de tres especies de Notropis: ¿Se encuentran confundidas las carpitas (Cyprinidae) en aguas turbias? Los disturbios antropogénicos, como las prácticas de agricultura y presas, han influenciado a los sistemas acuáticos al cambiar la cantidad de materia suspendida (i.e., turbidez) en ríos y corrientes. La turbidez puede ejercer impactos distintos a corto y largo plazo sobre los peces, incluyendo la alteración de su conducta de des-

ove, éxito de forrajeo, vulnerabilidad a la depredación y en su tasa de crecimiento. Aunque muchos habitats acuáticos tienen niveles relativamente bajos de turbidez, varios sistemas de ríos han experimentado históricamente niveles de turbidez extremos (e.g., Río Colorado, los ríos de los Grandes Planicies [Great Plains]). De ahí que la reducción en los niveles de turbidez causada por cuestiones antropogénicas (e.g., a través de presas que actúan como trampas de sedimento) pueden tener efectos negativos sobre los peces adaptados a un medio ambiente naturalmente turbio. En este estudio se investigaron los efectos de la turbidez sobre el crecimiento de tres especies de carpitas (Notropis bairdi, N. stramineus, N. boops) que habitan en medios con niveles de turbidez contrastante. Se realizaron experimentos durante 60 días en un mesocosmos de una corriente artificial al aire libre en la Estación Biológica de la Universidad de Oklahoma en Kingston. Cada especie se sometió a 6 tratamientos en agua limpia y 6 en agua turbia (50-100 un idades de turbidez [NTU]). Los peces se pesaron, midieron y marcaron individual mente con pintura acrílica. Notropis bairdi (una especie de agua turbia) y N. stramineus (especie que habita en aguas que van de claras a turbidez intermedia) registraron niveles más altos de crecimiento en los tratamientos de agua turbia que en los de agua clara. Por su parte, N. boops (una especie de agua clara) no creció bien en ninguno de los tratamientos. Adicionalmente, se midieron los invertebrados bentónicos, zooplancton y el crecimiento algal para cuantificar la disponibilidad de alimento. Los niveles de zooplancton fueron significativamente mayores en el tratamiento de agua turbia y presencia de N. bairdi y N. stramineus que en los tratamientos con agua clara. Esos resultados sugieren que la turbidez puede fortalecer el crecimiento de ciertas especies a través de la alteración de los recursos alimenticios. Sin embargo, se requiere de más investigación para descubrir los mecanismos potenciales que enmascaran ese aparente fortalecimiento (e.g., alteración de conductas alimen ticias). El entender la manera en que los peces se desarrollan en medios turbios ayudará a descubrir la influencia – si es que hay alguna – que tienen los cambios en la turbidez con relación a la disminución de las especies que habitan en ríos de agua turbia.