Effects of birds on sea urchins and algae: A lower-intertidal trophic cascade

Abstract:

Bird predators (glaucous-winged gulls [Larus glaucescens], American black oystercatchers [Haematopus bachmani], and northwestern crows [Corvus caurinus]) were excluded over a period of 2 years with large, wide-mesh cages in the lower intertidal zone of Tatoosh Island, Washington State, U.S.A. to determine their direct and indirect effects on sea urchin (Strongylocentrotus purpuratus) abundance and macro-algal abundance and diversity. Bird predation directly reduced urchin abundance by 45-59%. By reducing urchin grazing, birds indirectly increased algal cover 24-fold, and increased algal taxonomic richness 6-fold across all replicates. Path analysis further supported the hypothesis that birds indirectly affected algal cover via a trophic cascade, and indicated that variation in algal taxonomic richness was strongly affected by sea urchin effects on algal cover in a non-linear way, but was only weakly influenced by the independent effects of selective foraging by sea urchins. Taxonomic richness increased with increasing algal cover at low levels of algal cover, but in a diminishing fashion as algal cover increased, consistent with the intermediate disturbance hypothesis. The results indicate that trophic cascades are important in this lower intertidal community and that predators may indirectly affect the diversity of guilds at lower trophic levels by controlling the abundance of keystone consumers.

Résumé:

Au cours d’une période de deux ans, les oiseaux prédateurs (le goéland à ailes grises [Larus glaucescens], le huîtrier de Bachman [Haematopus bachmani] et la corneille d’Alaska [Corvus caurinus]) ont été exclus, grâce à des cages à grandes mailles, de la zone intertidale basse de l’île Tatoosh (état de Washington, É.-U.) afin de déterminer les effets directs et indirects de leur prédation sur l’abondance de l’oursin de mer (Strongylocentrotus purpuratus) et l’abondance et la diversité des macroalgues. La prédation par les oiseaux a réduit le nombre d’oursins dans une proportion de 45 à 59 %. En diminuant le nombre d’oursins et ainsi la pression de broutement de ces organismes phycophages, les oiseaux ont contribué de façon indirecte à augmenter le couvert (par un facteur de 24) et la richesse taxonomique (par un facteur de 6) des algues et ce, dans toutes les répétitions. Une analyse de parcours soutient l’hypothèse voulant que les oiseaux affectent de façon indirecte le couvert en algues via une chaîne trophique. L’analyse indique également que la richesse taxonomique des algues est fortement affectée d’une façon non linéaire par l’impact des oursins sur le couvert en algues, mais est faiblement influencée par la quête sélective de nourriture de la part des oursins. La richesse taxonomique augmente avec le couvert en algues lorsque ce dernier est réduit. Le taux d’augmentation de la richesse diminue toutefois à mesure que le couvert augmente. Cela est en accord avec l’hypothèse des perturbations intermédiaires. Ces résultats indiquent que les chaînes trophiques sont importantes dans cette communauté intertidale basse et que les prédateurs peuvent affecter de façon indirecte la diversité des guildes des niveaux trophiques inférieurs en contrôlant l’abondance des consommateurs ayant un rôle-clé dans l’écosystème.

Keywords::

• Corvus caurinus
• Haematopus bachmani
• indirect effects
• keystone species
• Larus glaucescens
• path analysis
• species diversity
• Strongylocentrotus purpuratus

Mots-clés:

• Corvus caurinus
• Haematopus bachmani
• effets indirects
• espèces-clés
• Larus glaucescens
• analyse de parcours
• diversité spécifique
• Strongylocentrotus purpuratus