CAUGHT BETWEEN A ROCK AND A HARD MINERAL ENCRUSTATION: LONG-LIVED AQUATIC INSECTS ACCUMULATE CALCIUM CARBONATE DEPOSITS IN A MONTANE DESERT STREAM

Authors

Eric K. Moody, Arizona State University
Jessica R. Corman, University of Nebraska - LincolnFollow
Michael T. Bogan, University of California - Berkeley

Document Type

Article

Date of this Version

2016

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Western North American Naturalist 76(2), © 2016, pp. 172–179

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Copyright 2016 Brigham Young University

Abstract

Aquatic ecosystems overlying regions of limestone bedrock can feature active deposition of calcium carbonate in the form of travertine or tufa. Although most travertine deposits form a cement-like layer on stream substrates, mineral deposits can also form on benthic invertebrates. However, little is known about which taxa may be prone to calcium carbonate encrustation and which life history traits may make taxa more susceptible to becoming encrusted. Here we report the presence of calcium carbonate deposits on live insects collected from a montane stream in the Madrean Sky Islands (Huachuca Mountains) of Arizona between 2011 and 2013. Life history differences are examined between taxa with and without travertine deposits. Thirteen genera of aquatic insects were found with calcium carbonate deposits on the exoskeleton as well as 22 other genera, also encountered in the study stream, that have not previously been found with such deposits. Taxa with calcium carbonate encrustation had significantly longer-lived aquatic stages than those without encrustation. Furthermore, encrustation presence did not differ among aerial dispersal modes. These results suggest that the extent of calcium carbonate deposition on aquatic insects is primarily related to the length of time they are in the stream. Since mineral encrustation may reduce predation pressure and mobility, changes in patterns of travertine formation in these systems may have profound effects on ecological interactions.

Los ecosistemas dulceacuícolas ubicados en regiones de roca caliza pueden contener depósitos de carbonato de calcio en forma de travertino o tufa. Aunque muchos depósitos de travertino se encuentran como una capa o manto de cemento sobre el fondo del arroyo, los depósitos también pueden formarse sobre los invertebrados bentónicos. Sin embargo, poco se sabe acerca de las especies que son propensas a los depósitos de travertino, o acerca de las características de estas especies que influyen en tal proceso. En este manuscrito reportamos la presencia de depósitos de travertino en insectos vivos y recolectados en un arroyo montañoso en el Archipiélago Madrense de Arizona durante 2011–2013 y examinamos las diferencias en las historias de vida entre taxones con o sin depósitos de travertino. Encontramos trece géneros de insectos acuáticos con travertino sobre el exoesqueleto y vientedos géneros sin travertino. Los taxones con travertino tienen una fase acuática significativamente más larga que los taxones sin travertino. Además, la presencia de travertino no difirió entre especies con distintas maneras de dispersión aérea. Estos resultados sugieren que las diferencias en los depósitos de travertino en insectos acuáticos ocurren principalmente a causa de la duración del período de vida acuática del insecto. Aunque los depósitos de travertino pueden reducir la presión por depredación y movilidad, cambios en los patrones de formación de travertino en estos sistemas pueden afectar profundamente las interacciones ecológicas.