Geological and evolutionary underpinnings for the success of Ponto-Caspian species invasions in the Baltic Sea and North American Great Lakes

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Abstract:

Between 1985 and 2000, ~70% of new species that invaded the North American Great Lakes were endemic to the Ponto-Caspian (Caspian, Azov, and Black seas) basins of eastern Europe. Sixteen Ponto-Caspian species were also established in the Baltic Sea as of 2000. Many Ponto-Caspian endemic species are characterized by wide environmental tolerances and high phenotypic variability. Ponto-Caspian fauna evolved over millions of years in a series of large lakes and seas with widely varying salinities and water levels and alternating periods of isolation and open connections between the Caspian Sea and Black Sea depressions and between these basins and the Mediterranean Basin and the World Ocean. These conditions probably resulted in selection of Ponto-Caspian endemic species for the broad environmental tolerances and euryhalinity many exhibit. Both the Baltic Sea and the Great Lakes are geologically young and present much lower levels of endemism. The high tolerance of Ponto-Caspian fauna to varying environmental conditions, their ability to survive exposure to a range of salinities, and the similarity in environmental conditions available in the Baltic Sea and Great Lakes probably contribute to the invasion success of these species. Human activities have dramatically increased the opportunities for transport and introduction and have played a catalytic role.

Entre 1985 et 2000, environ 70 % des espèces qui ont envahi pour la première fois les Grands-Lacs d'Amérique du Nord étaient endémiques aux bassins versants de la région pontocaspienne de l'Europe de l'Est, soit ceux de la mer Caspienne, de la mer d'Azov et de la mer Noire. En 2000, 16 espèces pontocaspiennes s'étaient déjà établies dans la Baltique. Plusieurs des espèces pontocaspiennes endémiques se caractérisent par leur grande tolérance aux conditions de l'environnement et par leur variabilité phénotypique élevée. La faune de la région pontocaspienne a évolué sur une période de millions d'années dans une série de grands lacs et de mers à salinités et niveaux d'eau extrêmement variables; il y a eu aussi des alternances de périodes d'isolement et de contact entre les bassins des mers Caspienne et Noire et entre ces bassins et la Méditerranée et l'océan global. Ces conditions ont sans doute exercé une sélection sur les espèces endémiques pontocaspiennes qui explique la grande tolérance aux conditions du milieu et le caractère euryhalin que montrent plusieurs d'entre elles. La Baltique et les Grands-Lacs sont deux régions géologiquement jeunes qui contiennent beaucoup moins d'espèces endémiques. La forte tolérance de la faune pontocaspienne aux conditions variables de l'environnement, sa capacité de survivre à de salinités variables et la ressemblance des conditions du milieu dans la Baltique et les Grands-Lacs contribuent au succès de l'invasion de ces espèces. L'activité humaine a multiplié de façon spectaculaire les occasions de transport et d'introduction et a ainsi servi de catalyseur.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2002

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