Detecting interactions between Elliptio waccamawensis and Leptodea ochracea: the influence of experimental scale

Summary Manipulative field experiments are used in ecology to study biotic interactions in populations and communities. In benthic suspension-feeding organisms, these interactions can occur over multiple spatial scales, but this has rarely received experimental attention. A field experiment in Lake Waccamaw, North Carolina, USA, explored scale-dependent interactions in the freshwater mussels Elliptio waccamawensis and Leptodea ochracea (Bivalvia: Unionidae). Mussel density and patch size were manipulated in situ during summer 1996. Density treatments (Low: 32 monospecific individuals m −2 , High: 64 monospecific individuals m −2 , Mixed: 64 individuals m −2 at a 1:1 ratio of the two species) were maintained in benthic enclosures (0.25 m 2 ), and a scale treatment altered mussel patch size (Small-scale: 0.25 m 2 , Large-scale: 3 m 2 ). Large-scale patches were achieved by supplementing the area around each 0.25 m 2 enclosure with additional mussels. Bivalve shell growth, tissue weight, and shell weight were analyzed. E. waccamawensis did not respond to any of the treatments, including spatial scale. For L. ochracea , shell growth and weight were not influenced by experimental treatments; however, average tissue weight of mussels in small patches (0.25 m 2 ) was significantly higher in the High and Mixed treatments compared to the Low treatment. This positive effect was not observed in larger patches. These data provide evidence for scale-dependent interactions in unionids. In addition, they further an intriguing hypothesis linking spatial aggregation and reproductive success in freshwater mussels. Manipulative Experimente werden in der Okologie benutzt, um biotische Interaktionen in Populationen und Lebensgemeinschaften zu studieren. Bei benthischen, suspensionsfressenden Organismen konnen die Interaktionen auf vielfachen raumlichen Skalen stattfinden, jedoch wurde dem selten experimentelle Aufmerksamkeit geschenkt. In einem Freilandexperiment im Lake Waccamaw, North Carolina, USA, wurden die skalenabhangigen Interaktionen der Susswassermuscheln Elliptio waccamawensis und Leptodea ochracea (Bivalvia: Unioidae) untersucht. Die Muscheldichte und die “patch”-Grose wurden wahrend des Sommers 1996 in situ manipuliert. Die Dichte-Varianten (“low”: 32 monospezifische Individuen m −2 , “high”: 64 monospezifische Individuen m −2 , “mixed”: 64 Individuen m −2 bei einem 1:1-Verhaltnis der beiden Arten) wurden in benthischen Kafigen aufrechterhalten. Eine Skalen-Behandlung variierte die “patch”-Grose der Muscheln (“small-scale”: 0.25 m 2 , “large-scale”: 3 m 2 ). “Large-scale-patches” wurden erreicht indem das Areal um jeden 0.25 m 2 -Kafig mit zusatzlichen Muscheln ausgestattet wurde. Das Schalenwachstum der Bivalvia, das Gewebe- und das Schalengewicht wurden analysiert. E. waccamawensis reagierte auf keine der Varianten, inklusive der raumlichen Skala. Bei L. ochracea wurden das Schalenwachstum und -gewicht nicht durch die experimentellen Behandlungen beeinflusst. Das durchschnittliche Gewebegewicht der Muscheln in den kleinen “patches” (0.25 m 2 ) war jedoch bei den “high”- und “mixed”-Varianten hoher als bei der “low”-Variante. Dieser positive Effekt konnte in den groseren “patches” nicht beobachtet werden. Diese Daten liefern Beweise fur die skalenabhangige Interaktion bei Unioiden. Zudem unterstutzen sie eine faszinierende Hypothese, die die raumliche Aggregation und den Reproduktionserfolg bei Suswassermuscheln miteinander verbindet.