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Reduced Cuticular Permeability Promotes Inland Habitat Expansion and Freshwater Survival in the Fiddler Crab Uca Minax but not in its Less Terrestrial Counterparts U. Pugilator and U. Pugnax

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We report a two-fold suppression in activation energy for water loss in adult Uca minax males compared to co-occurring species, U. pugilator and U. pugnax, that overlap in salt marsh/estuary habitats, implying a water-tight cuticular modification that is unique to U. minax. This is further reflected by a drop in Arrhenius frequency (steric) factor A as an integrated measure of cuticular effectiveness. U. minax is also distinguished by an enlarged body size (approximately 5× as large as the other two species) and an enhanced capacity for water retention by a pronounced 4-5 fold decrease in net transpiration rate, presumably as a result of surface area to volume properties and the reduction in cuticular permeability. High net transpiration rates correspond to high activation energies in U. pugilator and U. pugnax, suggesting that they are more porous; the values for U. pugnax were the highest indicating that this species is the most prone to water stress. Features that these crab species have in common are a 67% body water content, twice the amount of water as their dry mass (size), and absence of a critical transition temperature (CTT) that safeguards them against an abrupt, lethal water loss. Lack of a CTT agrees with previous descriptions of crabs having no water-proofing epicuticular lipids and matches their rapid water loss rates and limitation to wet habitats. The ability by U. minax to conserve water by restricting water loss, however, makes them less dependent on a moisture-rich habitat, and this parallels field data that account for the differential capacity of U. minax to thrive in terrestrial inland locations by resisting desiccation and to survive in fresh water by being less porous to water entry. Results are consistent with the view that placing a priority on investigating what crabs are actually doing in the field (they operate on a smaller scale; i.e., microhabitat) is more important to application of net transpiration rate than as a general indicator of moisture-requirements for a species. Une diminution de 2 fois de l'énergie d'activation pour la perte d'eau chez les adultes d'Uca minax comparés aux deux espèces U. pugilator et U. pugnax, qui coexistent dans les habitats lagunaires et estuariens a été observée, impliquant des modifications cuticulaires pour empêcher l'entrée d'eau. Ceci est aussi reflété par une chute du facteur A de la fréquence d'Arrhenius, en tant que mesure intégrée de l'efficacité de la cuticule. U. minax se distingue aussi par, une taille plus grande (approximativement ×5 par rapport aux deux autres espèces) et une capacité plus grande pour retenir l'eau grâce à une diminution par 4-5 du taux net de transpiration, probablement une conséquence de la proportion surface volume et d'une réduction de la perméabilité cuticulaire. Des taux élevés de transpiration correspondent à une énergie d'activation élevée chez U. pugilator et U. pugnax, suggérant que ces espèces sont plus perméables; les valeurs pour U. pugnax étaient les plus élevées, indiquant que cette espèce est la plus sensible au stress aqueux. Les caractéristiques que ces espèces de crabes ont en commun sont 67% de contenu en eau corporelle, deux fois plus d'eau que leur poids sec (taille) et l'absence de température critique de transition (CTT), ce qui les protège contre une perte d'eau brutale et létale. L'absence de CTT est en accord avec des descriptions précédentes de crabes ne possédant pas de lipides cuticulaires imperméabilisants, leur taux rapide de perte d'eau et leur restriction à des habitats humides. La capacité de U. minax à conserver l'eau en restreignant les pertes, le rend cependant moins dépendant d'un habitat riche en humidité, et ceci rejoint les données de terrain qui indiquent une capacité différente de U. minax à prospérer à l'intérieur des terres en résistant à la dessiccation et à survivre en eau douce en étant moins perméable à l'entrée d'eau. Les résultats sont en accord avec l'opinion que, placer la priorité sur les observations de terrain (micro-habitats) est plus important que l'application du taux net de transpiration en tant qu'indicateur général des exigences d'humidité pour une espèce.

Affiliations: 1: Department of Biology, Wittenberg University, Springfield, Ohio 45501, United States of America;, Email: jyoder@wittenberg.edu; 2: Department of Biology, Wittenberg University, Springfield, Ohio 45501, United States of America

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