Phenotypic plasticity at fine-grained spatial scales: the scorched mussel Perumytilus purpuratus growing on Patagonian rocky salt-marshes

Abstract

Understanding phenotypic plasticity of species at different spatial scales is vital in the current context of an increasing pace of environmental changes. Through this knowledge, it is possible to predict their potential to adapt and/or evolve in face of new environmental conditions such as climate change, and/or to understand their ecological range expansion. In Patagonian rocky salt-marshes, one of the most abundant invertebrate species is the scorched mussel Perumytilus purpuratus. In this system, this mussel can be found inhabiting both vegetated and non-vegetated patches, which differ in critical environmental conditions. We performed a field study evaluating whether mussels growing in vegetated patches differ in shell shape from those growing in adjacent non-vegetated patches. We sampled individuals from both patch types and assessed their shell shape and size using geometric morphometrics. The results showed that mussels from vegetated patches had shells that were more dorsoventrally expanded, anterodorsally restricted and globose in shape than those from non-vegetated patches, which showed the opposite traits resulting in a more elongated shell. The differences found could be driven by the different conditions of temperature, desiccation rate, wave action and population density to which mussels are exposed in each patch type. These results revealed the striking phenotypic plasticity of shell form of this native species at a fine-grained scale, which could be one of the explanations for its success in its ecological range expansion.

Poder comprender la plasticidad fenotípica de las especies, a diferentes escalas espaciales, es fundamental en un contexto de crecientes cambios ambientales. A través de este conocimiento, es posible predecir su potencial para adaptarse y/o evolucionar frente a nuevas condiciones ambientales tales como el cambio climático, y/o entender el modo en el que se expanden o expandieron sus rangos ecológicos. En las marismas rocosas patagónicas, una de las especies de invertebrados marinos más abundantes es el mejillín Perumytilus purpuratus. En este sistema, se lo encuentra en parches vegetados y sin vegetación que difieren en condiciones ambientales críticas. Mediante un estudio a campo, evaluamos si los mejillines que crecen en parches vegetados difieren en la forma de la concha de aquéllos que crecen en parches adyacentes sin vegetación. Para ello, se colectaron individuos de ambos tipos de parches y se evaluó la forma y el tamaño de las valvas utilizando morfometría geométrica. Los resultados mostraron que los mejillines de parches con vegetación presentan conchas más expandidas dorsoventralmente, con restricción anterodorsal, generando una forma globosa en comparación con la de los individuos de parches sin vegetación. Las distintas formas encontradas podrían deberse a las diferentes condiciones de temperatura, desecación, acción de las olas y densidad poblacional a las que están expuestos los mejillines en cada tipo de parche. Estos resultados muestran la presencia de plasticidad fenotípica en la forma de las valvas de esta especie nativa a una microescala espacial, lo que explicaría el éxito de esta especie en su expansión hacia nuevos ambientes.