Brood care in Brachyuran crabs: the effect of oxygen provision on reproductive costs

• MIRIAM FERNÁNDEZ ^[1] ; ANTONIO BRANTE ^[1]
  1. [1] Pontificia Universidad Católica de Chile

     Pontificia Universidad Católica de Chile

     Santiago, Chile

     
• Localización: Revista chilena de historia natural, ISSN-e 0717-6317, ISSN 0716-078X, Vol. 76, Nº. 2, 2003, págs. 157-168
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Cuidado maternal en crustáceos braquiuros: el efecto de la provisión de oxígeno sobre los costos de la reproducción
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  • Texto completo
• Resumen
  • español

    La cuantificación de los costos asociados con cuidado parental en invertebrados marinos requiere de un primer paso, muy necesario, cual es la identificación de los diferentes tipos de cuidado parental presentes en este grupo. Entre los invertebrados marinos, la provisión de oxígeno a las agregaciones de embriones es crítica, pero hasta ahora las evidencias que ligan el cuidado maternal con la provisión de oxígeno son indirectas. Las especies que muestran comportamientos activos dirigidos a la provisión de oxígeno a los embriones ofrecen un buen modelo de estudio para establecer la relación entre cuidado maternal y provisión de oxígeno, permitiendo además estimar los costos asociados. En este manuscrito, presentamos una revisión de la información existente sobre limitación de oxígeno en agregaciones de embriones de invertebrados marinos en general, y de braquiuros en particular. El principal énfasis es en resultados recientes sobre Braquiuros y nueva información sobre Ovalipes trimaculatus. Las consecuencias de la limitación de oxígeno sobre inversión en reproducción y determinación del tamaño de la camada son analizadas. Los patrones temporales de disponibilidad de oxígeno en el centro de masas de embriones de Braquiuros difiere de otras especies de invertebrados marinos. Un patrón cíclico de presión parcial de oxígeno (PO2) se observa en masas de embriones tempranos, mientras que niveles altos y constantes de PO2 se han encontrado en hembras con embriones en estadíos tardíos de desarrollo. A medida que ocurren estos cambios en PO2 en la masa de embriones, se detectó un aumento en el consumo de oxígeno de los embriones y en la frecuencia del batido abdominal de las hembras. Este patrón también se pudo observar al comparar la frecuencia del batido abdominal entre especies que muestran diferentes tasas de consumo de sus embriones. A pesar de estas diferencias, los embriones de todas las especies experimentan bajos niveles de PO2 durante fases tempranas del desarrollo y altos niveles de PO2 en estadíos tardíos. En todas las especies el batido abdominal parece ser el principal comportamiento utilizado para proveer oxígeno a los embriones, independientemente del tipo de hábitat utilizado por los adultos. Estudios recientes han mostrado que hembras ovígeras de braquiuros consumen significativamente más oxígeno que las hembras no ovígeras, y sugieren que hay un compromiso entre inversión en huevos e inversión en ventilar esos embriones. Estas evidencias muestran la necesidad de incluir el costo de provisión de oxígeno en la estimación del esfuerzo maternal. Se presenta un amplio rango de posibles líneas de interés para investigar este problema y avanzar en nuestro conocimiento, utilizando como modelos invertebrados marinos en general, y los braquiuros en particular

  • English

    The quantification of the costs associated with parental care of marine invertebrates requires a first and necessary step, which is the identification of the different forms of care exhibited by this group. Among marine invertebrates, provision of oxygen to the aggregation of embryos may be critical, although most evidence on the link between oxygen limitation and parental care is indirect. Species which show active behavior directed at providing oxygen to the brood offer a good model to establish the direct link between behavioural patterns and oxygen provision to the embryos, and to estimate the costs associated with this form of care. In this manuscript, we conducted a review of the current knowledge about oxygen limitation in embryos aggregations of marine invertebrates in general and Brachyuran crabs in particular. Most of the emphasis focuses on recent results on Brachyuran crabs and new information on Ovalipes trimaculatus. The consequences of oxygen limitation on investment in reproduction and clutch size determination are analyzed. Temporal patterns of oxygen availability in the center of embryo masses of Brachyuran crabs are different from other brooding species of marine invertebrates. A cyclic pattern in oxygen partial pressure (PO2) was detected in masses of early stage embryos, and constant, high PO2 in females carrying late stage embryos, for all crab species studied so far. As changes in PO2 in the embryo mass occurred, an increase in oxygen demand by the embryos and an increase in abdominal flapping frequency were detected in all species. Moreover, the rate of increase in the frequency of abdominal flapping between females carrying early and late stage embryos varied among species, depending on oxygen consumption rate of the embryos. In spite of this, embryos of all species experience similar oxygen conditions throughout development. Abdominal flapping seems to be the main behavior used to provide oxygen to the embryos, regardless of the habitat types inhabited by brooding females. Recent studies have shown that ovigerous female crabs consume a substantially higher amount of oxygen than non-brooding females, and suggested that there may be a trade-off between investment in eggs and in ventilation of the embryos. This information supports the need for including the cost of oxygen provision in the estimation of maternal effort. A broad range of possible areas of research are proposed to advance in this direction, concentrating either on marine invertebrates in general, or Brachyuran crabs in particular