Salt marsh ecosystems are heavily reliant on ribbed mussel (Geukensia demissa) populations to aid in rapid recovery from droughts. The focus of this study was thus to document the effects of rising temperatures on ribbed mussel populations in a Georgia salt marsh. Seven lab and eight field experiments were used to assess the effects of current air temperatures on mussels at two high marsh (HM) sites with short and sparse cordgrass and one mid marsh (MM) site with tall and dense cordgrass. Field results in 2018 and 2019 indicate that ribbed mussels were experiencing extremely high temperatures for prolonged periods of time at the landlocked high marsh (LHM) site. In 2018, the highest temperature (54°C) and longest high temperature events, HTEs (58 days), that is, consecutive days with temperatures ≥40°C, were recorded at this site. When laboratory temperatures were increased from 20 to 36°C, mean heart rates increased by an average of 19 bpm for mussels from both high and MM sites respectively. When field temperatures rose from 20°C in April to 40°C in September 2019, mean heart rates increased by an average of 10 bpm for HM mussels and by 26.3 bpm for MM mussels. Under identical laboratory and field conditions, mean heart rates for mussels from the LHM site with the highest temperatures, increased by <1 bpm and 3.7 bpm respectively. Evidence of the potential role of shade on mussel aggregates was provided by examining whether mussels from the edge of mussel aggregates with little to no cordgrass for shade were more stressed than those living at the center of mussel aggregates. In the absence of shade, mean body temperatures for mussels at the edge of mussel aggregates were up to 8°C higher than for those living in the center underneath a dense tuft of cordgrass. Despite high body temperatures, mean heart rates and Hsp70 gene expression were lower for mussels living at the edges. This agrees with the strategy that during prolong exposure to high temperatures, mussels may reduce their heart rate to conserve energy and enhance survival. Alternatively, heat-stressed mussels at the edges of aggregates may not have the resources to express high levels of Hsp70. Increase in the frequency, intensity, and duration of HTEs may stress the physiological and biochemical function of mussel populations to the limit, dictate mussel aggregate size, and threaten the functionality of SE salt marshes.
Les écosystèmes des marais salés dépendent fortement des populations de moules côtelées (Geukensia demissa) pour aider à se remettre rapidement des sécheresses. L'objectif de cette étude était donc de documenter les effets de la hausse des températures sur les populations de moules côtelées dans un marais salant de Géorgie. Sept expériences en laboratoire et huit expériences sur le terrain ont été utilisées pour évaluer les effets des températures actuelles de l'air sur les moules dans deux sites de haut marais avec de la spartine courte et clairsemée et un site de milieu marais avec de la spartine haute et dense. Les résultats obtenus sur le terrain en 2018 et en 2019 indiquent que les moules côtelées ont connu des températures extrêmement élevées pendant de longues périodes sur le site enclavé du haut marais. En 2018, les événements de température la plus élevée (54°C) et les plus longs événements de haute température, les HTE (58 jours), c'est-à-dire des jours consécutifs avec des températures de ≥40°C, ont été enregistrés sur ce site. Lorsque les températures en laboratoire sont passées de 20 à 36°C, la fréquence cardiaque moyenne a augmenté en moyenne de 19 battements/min pour les moules des sites de haut et moyen marais, respectivement. Lorsque les températures sur le terrain sont passées de 20°C en avril à 40°C en septembre 2019, la fréquence cardiaque moyenne a augmenté en moyenne de 10 bpm pour les moules des marais hauts et de 26,3 bpm pour les moules des marais moyens. Dans des conditions identiques en laboratoire et sur le terrain, la fréquence cardiaque moyenne des moules du haut marais enclavé où les températures ont été les plus élevées a augmenté de <1 bpm et de 3,7 bpm respectivement. La preuve du rôle potentiel de l'ombre sur les agrégats de moules a été fournie en examinant si les moules de bordure des agrégats de moules avec peu ou pas de spartine pour l'ombre étaient plus stressées que celles vivant au centre des agrégats de moules. En l'absence d“ombre, la température corporelle moyenne des moules à la lisière des agrégats de moules était jusqu”à 8°C plus élevée que celle des moules vivant au centre, sous une touffe dense de spartine bovine. Malgré des températures corporelles élevées, la fréquence cardiaque moyenne et l'expression du gène Hsp70 étaient plus faibles chez les moules vivant sur les bords. Cela correspond à la stratégie selon laquelle lors d'une exposition prolongée à des températures élevées, les moules peuvent réduire leur fréquence cardiaque pour conserver leur énergie et améliorer leur survie. Par ailleurs, les moules soumises à un stress thermique en bordure des agrégats peuvent ne pas avoir les ressources nécessaires pour exprimer des concentrations élevées de Hsp70. L'augmentation de la fréquence, de l'intensité et de la durée des HTE peut stresser la fonction physiologique et biochimique des populations de moules jusqu'à la limite, dicter la taille des agrégats de moules et menacer la fonctionnalité des marais salés du sud-est.
© The Author(s) 2024. Published by Oxford University Press on behalf of the Society for Integrative and Comparative Biology.