Molluscs in Mangroves

12
Molluscs in Mangroves : A Case Study Prof. A. Shanmugam and Mrs. S. Vairamani Centre of Advanced Study in Marine Biology Annamalai University n the geological time scale Molluscs evolved about 600 million years ago during the Cambrian period. The name ‘Mollusca” was first used by Linnaeus in the year 1757. Structurally Molluscs are a heterogeneous group of animals with different structural form such as slugs, mussels, octopuses and snails. Majority of the mollusks are known by their shell; but in some forms the shell is absent. Molluscs have been classified based on their morphological, anatomical and biological features. Molluscs are second only to Arthropoda in numerical abundance. The number of species identified under Phylum Mollusca vary between 80,000 to 1,00,000. Molluscs have colonized all possible habitats fro deep sea to high mountains. They are more abundant in the littoral zones of tropical seas. Gastropods and Bivalves constitute 98% of the total population of mollusca and they inhabit land, freshwater and marine environments. The other classes of Mollusca are exclusively marine. Gastropods in Mangrove Ecosystem The gastropod molluscs, represented by snails, whelks, cowries, limpets, sea hares and their allies, are among the commonest epifaunal species that exist in the mangrove ecosystems. The gastropods are suitably adapted to various macrohabitats of the mangrove ecosystems. Marine species are found in the bottoms as well as in water bodies, the pulmonate snail and several other groups have conquered mangrove lands with the elimination of the gills and conversion of the mantle cavity into lungs. The mangroves provide ideal conditions for higher productivity of gastropods which in turn, serve as food, particularly the veliger larvae for numerous other animals. Because of their predatory nature, the gastropods occupy a central role in maintaining the functioning and productivity of mangroves through “cleaning” root systems from the encrusting fauna like barnacles. The snails also serve I

Transcript of Molluscs in Mangroves

Page 1: Molluscs in Mangroves

Molluscs in Mangroves : A Case Study  

 Prof. A. Shanmugam and Mrs. S. Vairamani 

Centre of Advanced Study in Marine Biology Annamalai University 

 

n  the geological  time scale Molluscs evolved about 600 million years ago during the Cambrian period. The name ‘Mollusca” was first used 

by Linnaeus in the year 1757. Structurally Molluscs are a heterogeneous group of animals with different structural  form such as slugs, mussels, octopuses and snails. Majority of the mollusks are known by their shell; but  in  some  forms  the  shell  is  absent. Molluscs  have  been  classified based on their morphological, anatomical and biological features. 

  Molluscs  are  second  only  to  Arthropoda  in  numerical abundance. The number  of  species  identified under Phylum Mollusca vary  between  80,000  to  1,00,000. Molluscs  have  colonized  all  possible habitats fro deep sea to high mountains. They are more abundant in the littoral zones of tropical seas. Gastropods and Bivalves constitute 98% of the  total population of mollusca and  they  inhabit  land,  freshwater and marine  environments.  The  other  classes  of  Mollusca  are  exclusively marine. 

 Gastropods in Mangrove Ecosystem  

The gastropod molluscs, represented by snails, whelks, cowries, limpets, sea hares and  their allies, are among  the  commonest  epifaunal  species that  exist  in  the  mangrove  ecosystems.  The  gastropods  are  suitably adapted  to various macrohabitats of  the mangrove ecosystems. Marine species  are  found  in  the  bottoms  as  well  as  in  water  bodies,  the pulmonate  snail  and  several  other  groups  have  conquered mangrove lands with  the  elimination  of  the  gills  and  conversion  of  the mantle cavity  into  lungs.  The mangroves  provide  ideal  conditions  for  higher productivity of gastropods which in turn, serve as food, particularly the veliger  larvae  for numerous other  animals. Because of  their predatory nature,  the  gastropods  occupy  a  central  role  in  maintaining  the functioning  and  productivity  of  mangroves  through  “cleaning”  root systems  from  the  encrusting  fauna like barnacles. The snails also serve  

Page 2: Molluscs in Mangroves

372 Molluscs in Mangroves : A Case Study

as  intermediate  host  for  many  trematode  parasities.  Based  on  the structure  of  the  molluscan  assemblages,  the  pollution  damage  in mangrove forests can be assessed. 

  Thus gastropods have a significant ecological role to play  in the mangrove  ecosystems. However very  little  information  is  available on the  gastropod  biodiversity  of  mangroves.  Hence  it  is  necessary  to document the biodiversity of the group of threatened ecosystems.   Bivalves in Mangrove Ecosystem 

Mangroves are highly zoned,  typically occupying  the upper half of  the eulittoral and dominating the supra littoral fringe. They grow best in the soft mud and  these  two aspects alone partially  explain  the  lack of  the data on mangrove bivalves; the bivalves are  in general best adopted to lower tidal levels and to firmer deposits. Lasaea rubra, for example, is one of  the  few  bivalves  capable  of  colonizing  the  high  inter  tidal  almost world wide (Morton, 1960), although, as well as seen, the Spartina marsh associate Geukensia demissa has similar adaptations  to a high zoned  life (Lent,  1969),  as  do  deposits  by  a  filter  feeder  enhance  the  very  real problem of the gill clogging and sediment removal. 

  Thus, little is known of mangrove bivalves, especially those few species  which  appear  to  be  endemic  components  of  the  mangrove forests. As will be  seen,  large number of bivalves have been  recorded from  the  seaward  fringe  of  the  mangroves,  and  their  status  as  true mangrove associates is dependable apart from the obvious difficulties of working  in  a  mangrove  forest,  numerous  authors  (Warner,  1969; Sasekumar,  1974; Murty  and Balaparameswara Rao,  1977)  ignored  the bivalves  in  favor  of  the more  active  and  therefore more  conspicuous mangrove  associates  (the  gastropod)  (Robertson,  1960;  Brown,  1971; Vermeiji, 1974). 

Coomans  (1969) has drawn  attention  to  the  inherent  interest  in mangrove  molluscs  and  Bouchet  (1977)  has  provided  data  on  West Africa mangrove molluscs,  drawing  on  the  data  by  Binder  (1968)  on Ivory coast mangrove and by Coomans (1969) on the Caribbean fauna to compare  the molluscan  fauna of various mangrove  regions. However, even these authors emphasize the mangrove gastropods, although there are mangrove  bivalves  of  some  interest  and  occasionally,  such  as  the mangrove oysters (especially Crassostrea rhizophorae in the Caribbean) of much wider economic potential. 

Page 3: Molluscs in Mangroves

A. Shanmugam and S. Vairamani 373

 Method of Collection 

For  the quantitative analysis,  the mangrove molluscs were collected by hand picking in a transect of known area or using a quadrate of known size.  At  the  same  time  the  foulers  like  mussels  and  oysters  were collected by scrapping those using knives or spatula from a known unit area  either  using  a  quadrate.  Further  the  infaunal  bivalves  were collected  by  hand  digging  the  substratum  (Alfred  et  al.,  1997).  The arboreal  forms were collected  from  the  stems,  roots and other parts of the mangrove  trees  vertically  at  every  25  cm  height  by  hand  picking (Sasekumar, 1974). 

The  diagrammatic  profile  of  a  mangrove  swamp  showing  a scheme of the essential features of animal zonation is depicted below.  

 

 

 

 

 

 

Identification of Gastropods 

The  shell  characters  such  as  shape,  spire  length  and  shape,  mouth opening,  opercular  shape,  umbilicus  shape  and  size,  colour  and ornamentation  of  the  shell  are  used  mainly  for  the  identification  of gastropods  apart  from  the  internal  characters  of which  the  important one is radula.  Identification of Bivalves 

The bivalves are  identified mainly based on  the shell morphology. The shell comprises of two valves. If the valves are similar, the shell is said to 

Page 4: Molluscs in Mangroves

374 Molluscs in Mangroves : A Case Study

be  equivalve  (clams, mussels);  if  dissimilar,  ineqivalve  (scallops).  The outer surface is usually covered with a periostracum. The outer surface may be striated or ribbed. The two valves are held together by an elastic ligament, which  leaves a scar on  the hinge. The hinge may  in addition have  interlocking  ridges called  the dentition. The  individual  ridges  (or teeth) may be similar. The  two valves are attracted  to  the soft body by adductor  muscles  that  produce  scar  on  the  interior  surface.  If  each valves  has  a  single  such  scar,  the  shell  is  said  to  be monomyarian.  If there are  two scars on each valve,  the shell  is dimyarian. At hinge,  the shell has  a projection  called  the umbo;  this  always points  towards  the anterior end of  the animal  (i.e.,  the end where  the mouth  is). Thus we can distinguish an anterior adductor scar and a posterior adductor scar in dimyarian shells. A slender scar often  touches  these  two  that marks the  attachment  of  the  mantle  folded  into  a  posterior  siphon  for conveying water  away  from  the  body when  the  animal  is  feeding  by converted ciliary currents such shells show a pallial sinus  in  the pallial line.  Preservation of the sample 

Preservation  of  sample  is  carried  out  in  three  stages  namely, narcotization  or  anaesthetization,  killing  and  fixation  and  permanent preservation.  The  process  of  narcotization  ensures  that  organisms  are expanded fully displaying their characteristic features. 

  Menthol  / Magnesium  chloride:  The  animals  are  kept  in  clean water in an enamel tray / Petri dish / bowl depending on the size of the sample. Powdered menthol or magnesium chloride is sprinkled over the water and covered with a lid. The sample is left undisturbed for at least 12 hours. 

  Alcohol  or  Chloral  hydrate:  70%  Ethyl  alcohol  or  1%  Chloral hydrate is added drop by drop are frequent intervals to water in which animals are kept and ensuring that the sample is covered with a lid. 

  The  next  step  is  fixation.  After  ensuring  that  the  animals  are narcotized they are transferred to containers with fixatives. The common chemical  used  for  fixation  of  animals  in  the  field  is  4  to  10%  neutral formalin solution. For molluscs, ethyl alcohol  is  the best known killing and preserving medium. 

  The animals are  finally preserved either  in 4%  formalin or 90% alcohol or rectified spirit.    

Page 5: Molluscs in Mangroves

A. Shanmugam and S. Vairamani 375

Molluscan species in India 

We  made  a  molluscan  survey  along  the  east  coast  of  India,  which occupies 57% of  total  Indian mangroves.   This coast    is endowed with the  world’s  largest  single  block  of  mangrove  forest,  the  Gangetic Sunderbans in West Bengal with an area of 2109 km2  in India. The coast is also colonized with luxuriant mangrove forests in the States of Orissa, Andra Pradesh and Tamil Nadu.   

Table 1.  Distribution of  molluscan species on east coast of India  

Name of mangrove areas in east coast of India 

No.  Name of species Su

ndarbans 

Bhita

rkan

ika 

Mah

anad

i  

Muriagang

Krishna  

God

avari 

Pichavaram 

Muthu

pet 

1  Amphineura sp.    ●            2  Assiminea beddomeana  ●     ●         3  A. brevicula  ● ●      ●  ●  ●  4  Auricula gangetica        ●        5  Bactronophorus sp.      ●          6  Bankia spp.      ●          7  Cassidula nucleus  ●            ● ● 8  Cerithidea cingulata  ●  ●     ●  ●  ●  ● 9  C. obtusa  ●  ●     ● ●  ●   10  C. alata  ●       ●  ●     11  Crassostrea gryphoides  ●              12  C. madrassensis          ●  ●  ● ● 13  C. cuttackensis  ●              14  Dicyathifer sp.      ●          15  Dostia crepidularia            ●  ●  16  Ellobium aurisjudae    ●     ●  ●     17  Littorina melanstoma ●        ● ●     18  L. scabra          ● ●  ●  ● 19  Lyrodus sp.      ●          20  Martesia sp.      ●          21  Melampus ceylonicus              ●  ● 22  M. pulchella  ●  ●     ●  ●     23  Meretrix meretrix  ●              ● 24  Modiolus metcalfei                ● 25  Nassa sp.  ●              

Page 6: Molluscs in Mangroves

376 Molluscs in Mangroves : A Case Study

26  Nausitora sp.      ●          27  Nerita articulata  ●  ●   ●         28  N. violacea        ●        29  Pseudonerita sulculosa        ●        30  Neritina  (Dostia) violacea  ●       ●  ●     31  Nodilittorina            ●    32  Nototeredo sp.      ●          33  Onchidium sp.            ●    34  O. tenerum  ●              35  O. tigrinum  ●              36  O. typhae  ●              37  Perna  viridis                ●

38 Pila globusa (fresh water phyla) 

            ●  

39  Polymesoda bengalensis  ●              40  Potamacmaea fluviatilis  ●              41  Pythia plicata  ●  ●      ●  ●  ● ● 42  Saccostrea cucculata  ●              43  Stenothyra deltae        ●        44  Tanysiphon rivalis  ●              45  Telescopium telescopium  ●  ●      ●  ●  ●  ● 46  Teredora sp.      ●          47  Thais sp.  ●               Biodiversity Measurement  

1.  Species Diversity (Shannon and Weaver, 1949)  

2.  Species Richness (Gleason, 1922)  

3.  Dominance Index (Mc Naughton 1967) 

 

 

 

∑=

=S

iNniNniH

12 /log/'

NLogSSR e

1−=

( )N

nn 21100 +=δ

Page 7: Molluscs in Mangroves

A. Shanmugam and S. Vairamani 377

4.  Evenness (Pielou, 1966) 

 Factors affecting biodiversity and conservation, in general 

The  following  are  some  of  the  important  factors  that  are  affecting 

molluscan diversity in general. 

 

1.  Irrational and Over‐exploitation  

In some  locations, Parangipettai coast, Kakinada Bay and canal, the  molluscs  are  exploited  mainly  for  lime  production  and ornamental purposes  and now  to  certain  extent  animal  feed  in aqua‐industry. For example nearly 22 bags of T. telescopium and 2‐3  bags  of  other  gastropods were  fished  and  sent  to  the  lime industry  every  week  during  the  six  month  long  period  of observation during 1986 from Pichavaram mangroves and Vellar estuary  areas  along  the  east  coast  of  India  (Kasinathan  and Shanmugam, 1988). 

2.  Human  activity  stress  in  the natural  bed  or habitat  (mangrove vegetation) 

3.  Human Exploding population: 

The population increase has led to the increase in the production of wastes both  industrial and domestic. The dumping of wastes in the breeding grounds of mollusks led to the mass mortality of molluscan  forms  (for  example  oyster  beds)  apart  from making those  sites  unfit  for  any  molluscan  culture.  Further  for  the recolonisation  of  the molluscan  fauna  in  such  areas  shall  take longer period. 

4.  Natural Calamities: 

The  sudden  heavy  downpour,  floods,  cyclones,  draught  and Tsunamies  cause  mass  mortality  of  the  burrowing  mollusks. Further the mollusks in the rivers and estuaries are being carried by  the  flood  water  into  coastal  water  where  these  molluscan forms die. 

 

 

SLogHJ

2

''=

Page 8: Molluscs in Mangroves

378 Molluscs in Mangroves : A Case Study

5.  Expansion of Agricultural diversity in India  

The usage of fertilizers, pesticides and insecticides to increase the agriculture production to meet out the demand of the exploding human  population  lead  to  the  arrival  of  excess  /  unutilized fertilizers, pesticides and  insecticides  into  the coastal ecosystem via the rivers not only spoils the natural habitats of the mollusks but also pave  the way  for the bioaccumulation of the pollutants in  many  species  of  mollusks  making  them  unfit  for  human consumption.  

6.  Habitat Destruction  due  to  reclamation  activities  such  as  dam construction,  factories,  highways, mining  operations  (sub‐fossil collection) etc. 

7.  Illegal trade and poaching of the species under danger 

8.  To a lesser extent the professional shell collection is also affecting the molluscan resources. 

 Conservation Strategies 

Biodiversity  is  the  hot  topic  like  hole  in  the  ozone  layer  and  global warming all over  the world. There are biodiversity conventions signed by many  countries  to  save  their  biological  diversity.  In  the  past  one decade it has taken its momentum and its protection is the talk and need of  the hour. The studies on biodiversity will not only give a clear  idea about  the  resource  assessment  of  any  biotope  /  ecosystem  but  also ensure the sustainable use of coastal habitats which include biodiversity. The resource assessment is the basic pre‐requisite hot only for any type of biodiversity or faunal assemblage studies but also form  the basis for IUCN categorization of the same in any biotope / ecosystem. 

a.  Regulation of mesh size of the hand dredge and dredging mainly in  estuarine  and  shallow  coastal  habitat  – Kalanadi  estuary & Vembanad Lake – P. malabarica, M. casta & Villorita sp. 

b.  Strict  vigilance  in  exploitation  of  undersized  animals  – Ashtamudi estuary –       P. malabarica 

c.  Issuing license for fishing (like chank) & Lime shell fishing rights issue  of  license  as  practiced  by  the  State  Dept.  of Mining  & eeology (Kerala Miner Minerals Concession Rules, 1967) 

d.  Imposing  ban  on  fishing  in  the  spawning  season  (“Fishing Holidays”)  –  undersized  chanks  and  Egg  masses  in  Trawl catches along TN coast 

Page 9: Molluscs in Mangroves

A. Shanmugam and S. Vairamani 379

e.  Educating the fisherfolk about the need for conservation 

f.  Commercial  leasing  out  of  estuaries  and  natural  beds  –  in consultation with  experts  from National Committee  on Marine Parks 

g.  Demarcation of  the area  for dredging of  the  subfossil  resources after  thorough  and  detailed  Geological  investigations.  For example,  the mining  of  subfossil  deposite  in  the  estuaries  and river beds in Kalanadi and Vembanad lake damages the natural habitat and adversely affect  traditional occupation of  fisherman (Nayar et al., 1984; Achari, 1988). 

h.  To  replenish  the  clam  resources,  “Clam  sanctuaries”  or” Clam Park” in known clam fishing estuaries.  

i.  Clam  farming  by  semi  –  culture  (transplanting  the  seed  clams from  dense  beds  to  other  suitable  places  in  the  estuary)  is suggested to augument production. 

j.    Identification  of  the  species  under  threat  and  ranching  (Giant clam in Lakshadweep and Andaman & Nicobar Islands).   

k.    If  possible,  paying  some  compensation  or  providing  basic  amenities  or  arranging  some  alternating  job  /  income  source during the fishing closing season 

l.  Since  the  pearl  oysters  in  the  natural  beds  are  influenced  by many  biotic  and  abiotic  factors  in  terms  of  their  recruitment, growth,  health  etc.  a  “Pearl  Breeding  Reserve”  in  the  same habitat  (GOM)  may  be  maintained;  Likewise  the  “Chank Breeding Reserve” 

m.  Declaration as Prohibited areas for fishing ‐ In Andaman Nicobar islands – Trochus & Turbo – overexploitation by Divers lead to a decrease  in  the  landings  in  recent years. So areas  around Little Andamans, Nicobar, Katchai  and Comorta  islands upto  500 m from shore line 

n.    Resource  survey  should  be  intensified  to  collect  more information  on  distribution  of  species  /  population  / communities  and  their  economic  potentials  and  IUCN categorisation    

 A Case Study 

Until 1994,  there was no  licensing  system  in Ashtamudi Lake.  In 1994, State  Government  after  having  discussions  with  clam  fishermen, 

Page 10: Molluscs in Mangroves

380 Molluscs in Mangroves : A Case Study

scientists and government officials laid down the following conservation measures. 

i.  Imposing ban on  clam  fishing  (Fishing Holidays)  from October to January when spawning and spat settlement occur 

ii.   Mesh size regulation in the dredge ‐ Paphia : more than 30 mm & other clams : more than 20 mm 

iii.   Meat count of clams exported ‐ always less than 1400 nos/kg 

iv.   Strict vigilance in exploitation of undersized clams  References 

Alfred,  J.B.,  R.K.  Varshney  and  A.K.  Ghosh  (Eds.)  (1997).  An  assessment manual  for  faunal  biodiversity  in  South  Asia.  SACEP/NORAD publication series on Biodiversity in South Asia No. 1: 181pp. 

Binder,  E.  (1968).  Repartition  des Mollusques  dans  lalaguna  Ebrie  (Cote  d’ Ivoire). Cah. ORSTOM, Ser. Hydrobiol, 2 : 2‐24. 

Bouchet, P. (1977). Distribution des mollusques dans les mangroves du Senegal. Malacologia, 16 : 67‐74. 

Brown, D. A. (1983). Gonad development and spawning in Anadara granosa (L.) (Bivalvia: Arcidae). Aquaculture, 30 : 211‐219. 

Coomans, H.E.  (1969).  Biological  aspects  of mangrove molluscs  in  the West Indies. Malacologia, 9 : 79‐84. 

Kasinathan, R. and Shanmugam, A. (1988). Overexploitation of molluscan fauna in the Vellar estuary and Pitchavaram mangroves. Galaxea, 7 : 303 – 306. 

Lent, C.M. (1969). Adaptation of the ribbed mussel, Modiolus demissa (Dillwyn), to the intertidal habitat. Am. Zool., 9 : 283‐292. 

Morton,  J.E.  (1960).  The  functional  morphology  of  the  British  Ellobiidae (Gastropoda:  Pulmonata) with  special  reference  to  the  digestive  and reproductive systems. Phil. Trans. R. Soc. (B), 239 : 89‐160. 

Murty, A.S.  and  Balaparameswara Rao, M.  (1977).  Studies  on  the  ecology  of mollusks  in a South Indian Mangrove Swamp. J. Moll. Stud., 43 : 223 – 229. 

Robertson,  R.  (1960).  The mollusk  fauna  of  Bahamian mangroves.  Bull.  Am. Malacol. Union, Inc., Annu. Rep., 26 : 22‐23. 

Sasekumar, A. (1974). Distribution of the macro fauna on a Malayan mangrove shore. J. Anim. Ecol., 43 : 51‐69. 

Vermeij, G.J.  (1980). Drilling  predation  in  a  population  of  the  edible  bivalve Anadara granosa (Arcidae). Nautilus, 94 : 123‐125. 

Warner, G.F.  (1969).  The  occurrence  and  distribution  of  crabs  in  a  Jamaican mangrove swamp. J. Anim. Ecol., 38 : 379‐389. 

Page 11: Molluscs in Mangroves

A. Shanmugam and S. Vairamani 381

Animals in the field 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

   

 

   

 

 

 

 

 

 

 

Melampus – crawling on the mud Pythia plicata – found on the mangrove leaf of Sonneratia sp. 

C. obtusa found on the stem of Avicennia sp. 

Littorina melanostoma found on the mangrove Leaf of 

Rhizophora sp. 

 Onchidium crawling on the mud Pythia plicata crawling on the mangrove root system 

Page 12: Molluscs in Mangroves

382 Molluscs in Mangroves : A Case Study

Animals in the field 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

 

Ellobium found on wooden crevices Faecal matter of Ellobium  found  inside the damaged stem 

C. cingulata crawling on the mud along with Assiminia 

 N. articulata found attached to the dykes 

 Assiminea crawling on the muddy substratum 

Quantitative assessment of      T. telescopium using quadrate