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Infestation intensity and prevalence of an ectosymbiotic midge under variable environmental and host conditions

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Abstract:



Host–symbiont theory suggests that the abundance of an obligate symbiont will correlate positively with the density and size of its host. We examined these expectations using an obligate chironomid ectosymbiont – host fishfly (Nanocladius (Plecopteracoluthus) sp. No. 5 – Nigronia serricornis) system in 13 streams of southern Maine over 2 years (1996–1998). In addition, we investigated field conditions and macroinvertebrate-community composition, to search for correlates with symbiont prevalence and mean infestation intensity. Prevalence and infestation intensity were high in both years of the study, but neither infestation intensity nor prevalence was correlated with host population density across sites. Within sites, prevalence increased significantly when host density declined, contrary to our expectation. Symbiont-infestation intensity was not related to host size. No symbiont-population attributes correlated with physicochemical conditions in either sample year but prevalence was positively correlated with infestation intensity. Ectosymbiotic midges exhibited a significant host and attachment-site bias. Collectively, these data suggest that this symbiont–host interaction is obligate and stable, but the dynamics in our streams do not support the general expectation of increasing symbiont-population size with either increasing host-population or body size. Intraspecific interactions between symbionts are thought to have a stronger influence on population dynamics than do host populations or abiotic conditions for this ectosymbiotic midge.

La théorie sur les relations hôte–symbionte semble indiquer que l'abondance d'un symbionte obligé est en corrélation positive avec la densité et la taille de ses hôtes. Nous avons examiné ces prévisions dans un système ectosymbionte–hôte, dans 13 ruisseaux du sud du Maine, où le symbionte était un chironomidé (Nanocladius (Plecopteracoluthus) sp. No. 5) et l'hôte, un corydalidé (Nigronia serricornis). De plus, nous avons examiné les conditions du milieu et la composition de la communauté de macroinvertébrés afin d'établir des corrélations avec la prévalence des symbiontes et l'intensité moyenne des infestations. La prévalence et l'intensité des infestations ont été élevées les 2 années de l'étude, mais ni l'une ni l'autre de ces deux variables n'était reliée à la densité de la population hôte à aucun des sites. Contrairement à nos prévisions, la prévalence a augmenté significativement aux divers sites lorsque la densité des hôtes a diminué. L'intensité des infestations de symbiontes n'était pas reliée à la taille des hôtes. Aucune des caractéristiques démographiques du symbionte n'était en corrélation positive avec les conditions physicochimiques ni l'une ni l'autre des 2 années d'échantillonnage, mais elles étaient en corrélation positive avec l'intensité des infestations. Les chironomidés ectosymbiontes ont une préférence marquée pour des hôtes particuliers et pour certains points d'attache sur leurs hôtes. Dans leur ensemble, ces données semblent indiquer que l'interaction hôte–symbionte est obligatoire et stable, mais que la dynamique dans nos ruisseaux ne supporte pas la prévision générale d'une augmentation de la taille de la population de symbiontes en fonction de l'augmentation de l'importance de la population hôte ou de la taille du corps des hôtes. Pour ce chironomidé ectosymbionte, les interactions intraspécifiques entre les symbiontes ont probablement une influence plus grande sur la dynamique des populations que les conditions abiotiques ou les populations hôtes.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2002

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