Inoculative freezing promotes winter survival in hatchling diamondback terrapin, Malaclemys terrapin

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Abstract:

We investigated the hibernation ecology and cold hardiness of hatchling diamondback terrapins, Malaclemys terrapin (Schoepf, 1793), an estuarine species that reaches 42°N along the Atlantic Ocean. During 3 years of study, about 50% of the nests we monitored harboured hatchlings during winter, and the majority (87%) of these individuals survived despite being intermittently exposed to subfreezing temperatures. Most such exposures were brief (ca. 12 h) and mild (minimum temperature: ca. –1.2 °C); however, turtles were occasionally subjected to longer chilling episodes and lower temperatures. In laboratory experiments, hatchlings supercooled extensively, attaining ca. –15 °C before spontaneously freezing. However, they were highly susceptible to inoculative freezing through contact with external ice and (or) ice-nucleating agents, which occur in nesting soil. Therefore, freeze avoidance through supercooling does not appear to be a viable cold-hardiness strategy in these turtles. Hatchlings subjected to experimental freezing survived exposure to temperatures as low as –3.0 °C, suggesting that freeze tolerance may account for the high winter survival observed in natural nests. We conclude that freeze tolerance in hatchling M. terrapin is promoted by high susceptibility to inoculation, which is known to moderate freezing, allowing cells time to adapt to the attendant physical and osmotic stresses.

Nous avons étudié l'écologie de l'hibernation et de la résistance au froid chez les nouveau-nés de la tortue à dos diamantin, Malaclemys terrapin (Schoepf, 1793), une espèce estuarienne dont la répartition atteint 42°N sur les côtes de l'Atlantique. Durant les 3 années de notre étude, environ 50 % des nids que nous avons suivis contenaient des tortues néonates durant l'hiver, dont la plupart (87 %) ont survécu malgré des expositions intermittentes à des températures sous le gel. La plupart des expositions étaient brèves (ca. 12 h) et légères (température minimale: ca. –1,2 °C); néanmoins, les tortues étaient, à l'occasion, exposées à des épisodes de refroidissement plus longs et à des températures plus basses. Dans des expériences de laboratoire, les tortues néonates entrent profondément en surfusion, atteignant ca. –15°C avant de geler spontanément. Elles sont, cependant, très vulnérables au gel par inoculation au contact de la glace externe et (ou) des agents de nucléation de la glace qui sont présents dans le sol du nid. Ainsi, l'évitement du gel par la surfusion ne semble pas être une stratégie viable de résistance au froid chez ces tortues. Des tortues néonates survivent à une exposition à un gel expérimental jusqu'à –3,0 °C, ce qui laisse croire que la tolérance au gel explique probablement la forte survie en hiver observée dans les nids naturels. Nous concluons que la tolérance au gel chez les M. terrapin néonates est favorisée par une forte vulnérabilité à l'inoculation, qui, on le sait, provoque un gel lent qui donne aux cellules le temps de s'adapter aux stress physiques et osmotiques concomitants.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2006

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