Crayfish as trophic agents: Effect of Austropotamobius torrentium on zoobenthos structure and function in small forest streams

L’écrevisse comme agent trophique : effets d’Austropotamobius torrentium sur le zoobenthos et le fonctionnement de ruisseaux forestiers

Alpine Stream Ecology and Invertebrate Biology, Institute of Ecology, University of Innsbruck, Technikerstrasse 25, 6020 Innsbruck, Austria,
martin.weinlaender@student.uibk.ac.at

Received: 12 November 2010
Revised: 4 February 2011
Accepted: 22 April 2011

Abstract

Crayfish are among the largest and most threatened invertebrates in freshwater habitats. Due to their size, behaviour and feeding activity they may affect structure and function of aquatic ecosystems and their organisms. Despite their importance in many freshwaters and available information on their ecology for several species little is known about the European crayfish Austropotamobius torrentium. In order to evaluate the potential effects of indigenous crayfish presence on the structural and functional composition of the zoobenthic community, we measured population size and densities of three A. torrentium populations and compared macroinvertebrate assemblages and physicochemical parameters in three streams with and three without crayfish. The experimental setup considered crayfish effects at a large scale in defined reaches of pristine headwaters in association with the whole benthic fauna under natural conditions. Presence of A. torrentium significantly affected zoobenthic abundance, diversity and the relative proportions of functional feeding groups. In crayfish streams, especially Trichoptera and collector gatherers were more abundant and diverse, while sites without crayfish had significantly higher abundances and diversities of shredders and wood feeders. Our study provided strong evidence that the presence of the indigenous crayfish A. torrentium had important effects on the trophic cascades of headwater stream communities.

Résumé

Les écrevisses sont parmi les invertébrés les plus menacés dans les habitats aquatiques. En raison de leur taille, de leur comportement et de leur nourriture, elles peuvent modifier la structure et le fonctionnement des écosystèmes aquatiques. Malgré leur importance dans beaucoup de milieux d’eau douce et les connaissances disponibles pour plusieurs espèces, peu de chose est connu sur l’écrevisse européenne Austropotamobius torrentium. Pour évaluer les effets potentiels de la présence de l’écrevisse indigène sur la structure spécifique et fonctionnelle de la communauté du zoobenthos, nous avons évalué les taille et densité de population de trois populations d’A. torrentium et comparé les assemblages de macroinvertébrés et les paramètres physico-chimiques dans trois ruisseaux avec écrevisses et trois sans écrevisses. Le dispositif expérimental considère les effets de l’écrevisse à une large échelle dans des tronçons de tête de bassin vierges de tout impact en association avec l’ensemble de la faune benthique dans ces conditions naturelles. La présence d’A. torrentium affecte significativement l’abondance du zoobenthos, sa diversité et les proportions relatives des groupes fonctionnels du réseau trophique. Dans les ruisseaux avec écrevisses, les trichoptères en particulier et les filtreurs sont plus abondants et variés, alors que dans les sites sans écrevisses l’abondance des brouteurs et décomposeurs de bois est significativement plus élevée. Notre étude montre clairement que la présence de l’écrevisse indigène a des effets importants sur les cascades trophiques des communautés de ruisseau de tête de bassin.