Evaluating existing movement hypotheses in linear systems using larval stream salamanders

Because of their linear nature, streams provide a restrictive framework to understand the movement ecology of many animals. Stream movements have been characterized under two competing hypotheses. The colonization hypothesis dictates that small individuals experience passive drift, but concurrent, upstream movement by larger individuals replaces the loss of small individuals. Alternatively, the production hypothesis suggests that downstream movements are a conse- quence of limited resource availability. Previous research suggests that large larvae should move upstream and vice versa for small larvae, which should therefore be found downstream more often. We conducted a mark-recapture study of larval red salamanders (Pseudotriton ruber (Sonnini de Manoncourt and Latreille, 1801)) to assess the validity of these hypothe- ses. We found that no larvae exhibited downstream movement (skew = 0.361, p = 0.019; biased upstream), and large lar- vae were the only size cohort to exhibit directional movement upstream (skew = 0.901, p = 0.035). Contrary to predictions under the colonization hypothesis, small larvae were found upstream more frequently than large larvae (N = 871, H = 16.29, df = 2, p < 0.001). Our results suggest that larval movements are related to abiotic stream conditions, and we con- clude that neither hypothesis fully explains stream movement. In the absence of drift, new movement hypotheses are nec- essary to describe persistent upstream movement in streams. These hypotheses should consider individual causes of movement and the direction of movements that will improve the fitness of the organism. Resume´ : Acause de leur structure lineaire, les cours d'eau fournissent un cadre restrictif pour comprendre l'ecologie des deplacements chez plusieurs animaux. Les deplacements dans les cours d'eau ont eteetudies dans le cadre de deux hy- potheses concurrentes. L'hypothese de la colonisation veut que les petits individus subissent une derive passive, mais qu'en meme temps, le deplacement vers l'amont des individus de plus grande taille compense la perte des petits individus. Par ailleurs, l'hypothese de la production avance que les deplacements vers l'aval sont la consequence de la disponibilite ´ limitee des ressources. Des etudes anterieures indiquent que les larves plus grandes devraient se deplacer vers l'amont et les larves plus petites vers l'aval; ces dernieres devraient donc se retrouver plus frequemment en aval. Nous avons mene ´ une etude de marquage et de recapture de larves de salamandres rouges (Pseudotriton ruber (Sonnini de Manoncourt et Latreille, 1801)) pour evaluer la validitede ces hypotheses. Nous trouvons qu'aucune larve ne se deplace vers l'aval (asymetrie = 0,361, p = 0.019, favorisant l'amont) et les grandes larves sont la seule cohorte de taille ase deplacer en direction de l'amont (asymetrie = 0,901, p = 0,035). Contrairement aux predictions de l'hypothese de la colonisation, les petites larves se retrouvent plus souvent en amont que les grandes larves (N = 871, H = 16,29, dl = 2, p < 0,001). Nos re ´- sultats laissent croire que les deplacements des larves sont relies aux conditions abiotiques du cours d'eau; ni l'une, ni l'autre des deux hypotheses n'explique donc completement les deplacements dans le cours d'eau. En l'absence de derive, il est necessaire de formuler de nouvelles hypotheses sur la locomotion pour decrire le deplacement persistant vers l'amont dans les cours d'eau. Ces hypotheses devraient tenir compte des causes individuelles des deplacements et de la direction des deplacements qui ameliorent la fitness des organismes. (Traduit par la Redaction)