Factors affecting development rates and population densities of fairy shrimp, Branchinecta packardi, in desert rock-pools: is this the “fastest” species in the world?

Authors: Behunin-Thompson, Tammy, Rader, Russell B.

Year: 2006 (xxxviii)

Abstract

Phyllopods (fairy shrimps, tadpole sh rimps, clam shrimps) is the taxon that best characterizes freshwater rock-pool communities worldwide because of their unique adaptations to temporary aquatic conditions. A fairy shrimp, Branchinecta packardi, is one of the most abundant animals in such pools of th e Colorado Plateau. Some rock pools fill and dry in less than two days during the hottest part of the year (July). We conducted a lab experiment to examine the relationship between pool evaporation rates and rates of fairy shrimp development. We introduced 20 early instars (3 days old) to each of 20 containers consisting of four treatments: 5 containers dried in 6 days, 5 in 8 days, 5 in 10 days, and 5 remained continuously inundated for the duration of the experiment (16 days). At the end of each period, we counted total number of shrimp, measured body size of several individuals, and counted number of eggs for several females in all treatments. We also counted total number of eggs produced in each treatment. We found that fairy shrimp can complete its life cycle in six days, one of the fastest rates of development among animals. However, percent survival, total body length, and fecundity showed a positive linear relationship with length of time of pool inundation. That is, 13, 38, 48, and 39 percent of the shrimp survived after 6, 8, 10, and 16 days of inundation, respectively. Also, shrimp produced, on average, 27.2, 365.8, 790.4, and 1214.8 eggs, and measured 6.8, 10.7, 11.7, and 13.1 mm in length after 6, 8, 10, and 16 days of inundation, respectively. All else being equal, pools that persist longer than 16 days can support more shrimp than more temporary pools. We hypothesize that fairy shrimp will reach maximum population size at intermediate lengths of inundation (16-30 days). Permanent pools contain predators that can reduce fairy shrimp numbers, whereas our data show that survivorship, size, and fecundity are reduced in very temporary pools. We suggest that potential climate changes that reduce the number of pools with intermediate lengths of inundation will greatly reduce fairy shrimp populations in desert ecosystems. [Also see the abstract by Kmetzsch & Rader in this volume – Eds.]

Resumen

Factores que afectan el desarrollo y las densidades de población del camarón duende, Branchinecta packardi, en tinajas en el desierto: ¿será esta la especie “más rápida” en el mundo? Los filópodos (como Artemia, camarones renacuajo, camarones almeja) es el taxon que mejor caracteriza a las comunidades de organismos de tinajas (pozas) de agua dulce a nivel mundial, debido a sus características únicas de adaptación a condiciones acuáticas temporales. El camarón duende, Branchinecta packardi, es uno de los animales más abundantes en dichas tinajas de la Mesa de Colorado en E.U.A. Algunas tinajas se llenan y se secan en menos de dos días durante la época más calie nte del año, que es el mes de julio. Se condujo un experimento de laboratorio para examinar la relación entre las tasas de evaporación de las tinajas y la tasa de desarrollo del camarón duende. Colocamos 20 larvas tempranas (de 3 días de edad) en cada uno de 20 contenedores los cuales se dividieron en cuatro tratamientos: 5 de estos se secaron a los 6 días, 5 a los 8 días, 5 a los 10 días, y a 5 se les mantuvo todo el tiempo inundados durante los 16 días que duró el experimento. Al final de cada periodo, se contó el total de camarones, se midió el tamaño corporal de varios de ellos y se contó el núme-

ro de huevos de varias hembras incluídas en todos los tratamientos. Se contó también el número total de huevos producidos en cada tratamiento. Se observó que esta especie puede completar su ciclo de vida en 6 días, una de las tasas más rápidas de desarrollo entre especies animales. Sin embargo, la tasa de sobrevivencia, la longitud corporal total y la fecundidad mostraron una relación lineal positiva con respecto al tiempo de inundación de la tinaja. Esto es que 13, 38, 48, y 39 porciento de los camarones sobrevivieron después de 6, 8, 10, y 16 días de inundación, respectivamente. Además, los camarones produjeron en promedio, 27.2, 365.8, 790.4, y 1214.8 huevos, y midieron 6.8, 10.7, 11.7, y 13.1 mm en longitud después de 6, 8, 10, y 16 días de inundación, respectivamente. Manteniendo todo lo demás igual, las tinajas de más de 16 días pueden sostener más camarones que las tinajas temporales. Nuestra hipótesis es de que el camarón duende alcanzaría su máximo tamaño de población a periodos de inundación intermedios (16 a 30 días). Las tinajas permanentes contienen depredadores que pueden reducir el número de esta especie, mien tras que nuestros datos muestr an que la sobrevivencia, talla y fecundidad son reducidos en las tinajas meramente temporales. Así también sugerimos que los potenciales cambios climáticos que reducen el número de tinajas con tiempos de inundación intermedios, reducirán en gran manera a las poblaciones de este camarón duende en los ecosistemas de desierto. [Ver también el resumen de Kmetzsch & Rader en este volumen – Eds.]