Mechanisms of a successful immigration from North-East Asia: population dynamics, life history traits and interspecific interactions in the caprellid amphipod Caprella mutica Schurin, 1935 (Crustacea, Amphipoda) in European coastal waters

Abstract

The accidental or deliberate introductions of species to areas outside their native ranges often represent irreversible events and can deeply affect native communities. Particularly when spreading and developing spectacular population increases, non-native (‘invasive’) species may influence local food webs as predators or aggressively compete with other species for limited resources and cause severe ecological and economic damage. To make predictions useful for the management and control of non-native species, it is crucial to understand the nature of successful invaders, the invasion process and the impacts non- native species may have. In the present work, I applied field and laboratory studies to investigate the underlying mechanisms of the successful establishment of the Japanese Skeleton shrimp Caprella mutica Schurin, 1935 (Crustacea, Amphipoda, Caprellidea) introduced to European coastal waters. This was achieved by four different experiments investigating (i) the seasonal population dynamics, abundance and structure of C. mutica in the field, (ii) the life history traits of C. mutica such as survival, development and reproduction in the laboratory, (iii) the relationships between C. mutica and different native predators and (iv) the competitive interactions between C. mutica and its native congener, Caprella linearis (Linnaeus, 1767). The results from the present work suggest that apart from species-specific traits which enable C. mutica to perform superiorly in its introduced ranges (i.e., rapid growth, short maturation time, high reproductive activity and broad tolerance towards environmental conditions), the availability of suitable structures is of paramount importance to the species’ invasion succes in European coastal waters. Seasonal temperatures in north-western European waters provide optimal conditions for high reproductive activity and all year round peristence in its new habitats, but only on isolated artificial structures directed away from the seabed, C. mutica is able to avoid benthic predation pressure and thus, to develop massive population densities and out- compete its native congener.

Der Eintrag gebietsfremder Arten in Regionen außerhalb ihres natürlichen Verbreitungsgebietes stellt oft ein irreversibles Ereignis dar und kann einen starken und nachhaltigen Einfluss auf bestehende Artengemeinschaften haben. Durch ihre starke Ausbreitungstendenz und die Ausbildung von Massenvorkommen können so genannte „invasive gebietsfremde Arten“ sowohl starke ökologische als auch ökonomische Schäden verursachen. Beispielsweise können sie mit einheimischen Arten in Konkurrenz um Raum und/oder Nahrung treten oder zu erheblichen Störungen etablierter Nahrungsnetze führen. Die Beurteilung der mit dem Eintrag gebietsfremder Arten verbundenen Risiken setzt eine genaue Kenntnis der Biologie und Ökologie dieser Arten sowie der Einwanderungsprozesse und der möglichen Einflüsse erfolgreicher Einwanderer auf einheimische Arten voraus. In kombinierten Freilanduntersuchungen und Laborexperimenten wurden in der vorliegenden Arbeit die Mechanismen der erfolgreichen Einwanderung des in europäische Küstengewässer eingetragenen und dort etablierten nordostasiatischen Gespensterkrebses Caprella mutica Schurin, 1935 (Crustacea, Amphipoda, Caprellidea) untersucht. Hierfür wurden (i) die saisonale Populationsdynamik von C. mutica im Freiland, (ii) Lebensdaten wie z.B. Überlebensraten, Entwicklung und Reproduktion im Labor, (iii) Beziehungen mit einheimischen Räubern und (iv) Konkurrenzbeziehungen zwischen C. mutica und der einheimischen Gespensterkrebsart Caprella linearis (Linnaeus, 1767) untersucht. Die vorliegende Arbeit zeigt, dass der Erfolg von C. mutica in europäischen Küstengewässern in erster Linie von der Verfügbarkeit geeigneter Besiedlungssubstrate abhängt. Zwar weist C. mutica Charakteristika auf, die in vielen erfolgreich eingewanderten Arten zu finden sind, wie z.B. schnelles Wachstum, frühe Geschlechtsreife, hohe Reproduktionsraten und breite Toleranz gegenüber Umweltbedingungen. Jedoch nur auf künstlichen und vom Boden abgewandten Substraten entgeht C. mutica der Bestandsregulierung durch einheimische benthische Räuber und ist daher in der Lage hohe Populationsdichten auszubilden und sich erfolgreich gegenüber der einheimischen Gespensterkrebsart C. linearis durchzusetzen.