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Validation of annual growth rings in freshwater mussel shells using cross dating

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Abstract:

We examined the usefulness of dendrochronological cross-dating methods for studying long-term, interannual growth patterns in freshwater mussels, including validation of annual shell ring formation. Using 13 species from three rivers, we measured increment widths between putative annual rings on shell thin sections and then removed age-related variation by standardizing measurement time series using cubic splines. Initially, cross dating was a valuable quality control technique allowing us to correct interpretive and measurement errors in 16% of specimens. For all species, growth varied among years but was highly synchronous among individuals. Standardized measurement time series of 94% of individuals were significantly correlated with species master chronologies, and mean interseries correlations ranged from 0.37 to 0.96. Growth was also synchronous among species, even from different rivers, and growth was negatively correlated with mean annual streamflow for most species except Quadrula pustulosa from a regulated dam tailrace. Highly synchronous growth and the strong relationship to streamflow showed that large-scale environmental signals generated non-age-related variation in mussel growth giving strong support for annual formation of the growth increments we measured. Cross dating can be a valuable technique for studying freshwater mussel growth providing quality control, validation of annual rings, and reconstruction of long-term growth histories.

Nous examinons l’utilité des méthodes dendrochronologiques de datation croisée dans l’étude des patrons interannuels de croissance à long terme chez les moules d’eau douce et, en particulier, pour la validation de la formation des anneaux annuels sur la coquille. Chez 13 espèces provenant de trois rivières, nous avons mesuré la largeur des incréments entre les anneaux annuels présumés sur des coupes minces de coquille, puis nous avons éliminé la variation due à l’âge en standardisant les séries chronologiques de mesures à l’aide de fonctions splines de degré 3. Au départ, la datation croisée s’est avérée être une technique précieuse de contrôle de la qualité qui nous a permis de corriger les erreurs d’interprétation et de mesure chez 16 % des spécimens. Chez toutes les espèces, la croissance varie d’une année à l’autre, mais est très synchronisée entre les individus. Les séries chronologiques standardisées des mesures de 94 % des individus sont en corrélation significative avec les chronologies principales des espèces et les corrélations moyennes entre les séries varient de 0,37 à 0,96. La croissance est aussi synchronisée entre les espèces, même de rivières différentes, et la croissance est en corrélation négative avec le débit moyen annuel pour la plupart des espèces, à l’exception de Quadrula pustulosa dans le canal de fuite d’un barrage de régulation des eaux. La croissance fortement synchronisée et la corrélation élevée avec le débit montrent que des signaux environnementaux à grande échelle causent une variation non reliée à l’âge dans la croissance des moules, ce qui confirme nettement la formation annuelle des incréments de croissance que nous avons mesurés. La datation croisée peut être une méthode précieuse pour étudier la croissance des moules d’eau douce en fournissant un contrôle de la qualité, en validant les anneaux annuels et en permettant la reconstruction du déroulement de la croissance sur une grande échelle temporelle.

Document Type: Research Article

Publication date: October 1, 2008

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