Subterranean freshwater gastropod biodiversity and conservation in the United States and Mexico

Conserv Biol. 2022 Feb;36(1):e13722. doi: 10.1111/cobi.13722. Epub 2021 May 31.

Abstract

Many taxonomic groups successfully exploit groundwater environments and have adapted to a subterranean (stygobiotic) existence. Among these groups are freshwater gastropods (stygosnails), which represent a widespread and taxonomically diverse component of groundwater ecosystems in North America. However, owing to sampling difficulty and lack of targeted study, stygosnails remain among the most understudied of all subterranean groups. We conducted a literature review to assess the biodiversity and geographic associations of stygosnails, along with the threats, management activities, and policy considerations related to the groundwater systems they inhabit. We identified 39 stygosnail species known to occur in a range of groundwater habitats from karst regions in the United States and Mexico. Most stygosnails exhibit extreme narrow-range endemism, resulting in a high risk of extinction from a single catastrophic event. We found that anthropogenically driven changes to surface environments have led to changes in local hydrology and degradation of groundwater systems inhabited by stygosnails such as increased sedimentation, introduction of invasive species, groundwater extraction, or physical collapse of water-bearing passages. Consequently, 32 of the 39 described stygosnail species in the United States and Mexico have been assessed as imperiled under NatureServe criteria, and 10 species have been assessed as threatened under International Union for Conservation of Nature criteria. Compared with surface species of freshwater snails, stygosnail conservation is uniquely hindered by difficulties associated with accessing subterranean habitats for monitoring and management. Furthermore, only three species were found to have federal protection in either the United States or Mexico, and current laws regulating wildlife and water pollution at the state and federal level may be inadequate for protecting stygosnail habitats. As groundwater systems continue to be manipulated and relied on by humans, groundwater-restricted fauna such as stygosnails should be studied so unique biodiversity can be protected.

Diversidad y Conservación de Gasterópodos Subterráneos de Agua Dulce en los Estados Unidos y en México Resumen Muchos grupos taxonómicos aprovechan exitosamente los ambientes de aguas subterráneas y se han adaptado eficazmente a una existencia subterránea (estigobiótica). Entre estos grupos están los gasterópodos (estigocaracoles), los cuales representan un componente taxonómicamente diverso y de amplia distribución en los ecosistemas de aguas subterráneas en América del Norte. Sin embargo, debido a la dificultad del muestreo y a la falta de estudios enfocados, los estigocaracoles todavía son de los grupos menos estudiados de los taxones subterráneos. Realizamos una revisión de la literatura para evaluar las asociaciones geográficas y la biodiversidad de los estigocaracoles, junto con las amenazas, actividades de manejo y consideraciones políticas relacionadas con los sistemas de aguas subterráneas que habitan. Identificamos a 39 especies de estigocaracoles que se sabe se encuentran en una gama de hábitats de aguas subterráneas de las regiones kársticas en los Estados Unidos y en México. La mayoría de los estigocaracoles exhiben un endemismo extremo de extensión limitada, lo que resulta en un riesgo elevado de extinción a partir de un evento catastrófico único. Descubrimos que los cambios causados por el hombre en los ambientes superficiales han resultado en cambios en la hidrología local y en la degradación de los sistemas de aguas subterráneas habitadas por los estigocaracoles. Dichos cambios incluyen incremento de la sedimentación, la introducción de especies invasoras, la extracción de aguas subterráneas y el colapso físico de los pasos de agua. Como consecuencia, 32 de las 39 especies descritas de estigocaracoles en los Estados Unidos y en México han sido valoradas como en peligro bajo los criterios de NatureServe, y diez especies han sido valoradas como amenazadas bajo los criterios de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza. Comparada con las especies superficiales de caracoles de agua dulce, la conservación de los estigocaracoles está singularmente obstaculizada por las dificultades asociadas con el acceso a los hábitats subterráneos para su monitoreo y manejo. Además, se encontró que sólo tres especies cuentan con protección federal ya sea en Estados Unidos o en México, y puede que las leyes actuales que regulan la vida silvestre y la contaminación del agua a nivel estatal y federal sean inadecuadas para la protección de los hábitats de los estigocaracoles. Mientras los sistemas de aguas subterráneas sigan siendo manipulados y los humanos sigan dependiendo de ellos, la fauna restringida a las aguas subterráneas, como los estigocaracoles, debería ser estudiada para proteger a la biodiversidad tan única.

许多生物类群成功开拓了地下水环境, 并适应了在地下 (暗层) 生活。这些类群包括淡水腹足类 (地下淡水螺) , 它们代表了北美地下水生态系统中分布广泛、类群多样的组成部分。然而, 由于取样的困难和缺乏有针对性的研究, 地下淡水螺仍是所有地下类群中研究最少的。我们通过文献综述评估了地下淡水螺的生物多样性和地理关系, 以及与它们居住的地下水系统中相关的威胁、管理活动和政策考虑。我们发现美国和墨西哥喀斯特地区的一系列地下水栖息地中有 39 种已知的地下淡水螺。大多数地下淡水螺只在极狭窄的范围内特有分布, 导致它们在单一灾难性事件中灭绝的风险很高。我们还发现, 人类驱动的地表环境变化导致了局部地区水文变化及地下淡水螺居住的地下水系统退化, 如沉积增加、入侵物种引入、地下水开采或含水通道的物理坍塌。因此, 美国和墨西哥这 39 种地下淡水螺物种中, 有 32 种根据公益自然组织的标准被评为濒危物种, 10 种根据国际自然保护联盟的标准被评为受威胁物种。与地表生活的淡水螺相比, 地下淡水螺的保护因难以进入地下栖息地进行监测和管理而受到特殊的阻碍。此外, 在美国或墨西哥只有3种地下淡水螺得到了联邦政府的保护, 而目前在州和联邦水平上管理野生动物和水污染的法律可能不足以保护地下淡水螺的栖息地。随着人类进一步操纵和依赖于地下水系统, 应加强研究诸如地下淡水螺等仅在地下水中生活的动物, 以保护其独特的生物多样性。【翻译:胡怡思;审校:聂永刚】.

Keywords: Estados Unidos; Mexico; México; United States; aguas subterráneas; caracol; estigobionte; groundwater; snail; stygobiont; 地下水; 墨西哥; 暗层生物; 美国; 螺.

Publication types

  • Review

MeSH terms

  • Animals
  • Biodiversity
  • Conservation of Natural Resources
  • Ecosystem*
  • Fresh Water
  • Gastropoda*
  • Humans
  • Mexico
  • United States