Staying put

The rock dwellers. Not those that live under the rocks, but the brave critters that glue themselves to the rock face, daring the sun to scorch them, freezing or baking winds to sand-blast them. Oysters and barnacles and mussels, and slow-moving limpets. And a few friends.

Oysters, seeming to be part of the rock itself, mussels, barnacles and a  few limpets. And rockweed  and the encrusting stage of a red alga. And one lonely whelk.

One oyster. Note the squeezed-out oyster glue around the bottom of the shell.

Barnacles, the large Thatched Acorn barnacle, Semibalanus cariosus,  and smaller Common Acorn barnacles, Balanus glandulus.

A group of those large barnacles.

An oyster, stuck to its rock, is almost impossible to detach. A barnacle, not so much, although pulling one off kills it, since the base remains on the rock. What is the difference between those two glues, I asked.

(I looked at oyster glue 2 years ago, here.)

Barnacle glue is organic, so is mussel glue. Oyster glue is 90% inorganic. Like the rock itself.

The oyster cement appears to be harder than the substances mussels and barnacles use for sticking to rocks. ... The adhesives produced by mussels and barnacles are mostly made of proteins, but oyster adhesive is about 90 percent calcium carbonate, or chalk. On its own, chalk is not sticky. So the key to oyster adhesion may be a unique combination of this hard, inorganic component with the remaining 10 percent of the material that is protein. (Purdue University) (From my previous post)

Barnacle glues come in two stages.

First stage, as the free-swimming cyprid (baby barnacle) walks around looking for a permanent home:

First, the cyprid releases a temporary adhesive (footprint) for reversible adhesion during surface exploration. (FrontiersInMarineScience)

Barnacle glue has a different chemistry with adhesive protein suspended in an oil-rich lipid matrix. This matrix cleans contaminants from the surface, enabling barnacles to attach to rocks, other sea creatures, ships etc. (asknature)

During surface exploration, the two attachment discs attach and detach from the surface alternatively, allowing the cyprid to “walk” bipedally on the surface. Simultaneously, the cyprid is capable of precisely sensing the biochemical, physicochemical, and topological characteristics of the substrate using an array of antennular setae and chooses to either settle or leave.(Frontiers) 

Then, once a good homestead has been found:

Second, the cyprid produces a permanent adhesive (cyprid cement) for colonization on a suitable site. (Frontiers)

This adult glue is 90% protein. (Compare to the oyster's glue, at 10%.) It has an adhesive strength of 22 - 60 pounds per sq. inch.

Mussels, barnacles, oysters.

So, what about mussel glue? They are almost as hard to remove as barnacles. But they have a different strategy; they tie themselves down with thread. Byssal threads, hair-thin, flexible strands of protein with glue at the tip.

Before it makes byssal threads, a mussel’s foot snakes out of its shell, probing for a suitable place to stick. When the foot is ready to attach, it secretes a series of liquid proteins in a specific sequence, which quickly solidify. Some, mostly collagen (the same protein that makes skin stretchy), become the thin but strong thread itself. Others form a hard protective coating around both the plaque and thread. And just a few of the proteins are adhesive and form the anchoring plaque. (AskNature)

Like the house-hunting barnacles, the mussels use their sticky threads to stroll about. I have watched them in my aquarium; they stretch out a foot, glue a byssal thread down, then shrink back down into the shell, which pulls them close to the attachment point. Stretch out again, send out another thread, glue it down, release the first glued-down thread, and pull. It works. They can work up as much speed as a snail.

Mussel on the aquarium wall, sending out byssal threads, with the fuzzy attachment plaques. Oct. 2022.

To tie themselves down permanently, they send out many threads, intertangling them with those of neighbouring mussels, which gives the bond a strength that can withstand any amount of pounding by waves and even some attacks by predators.

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Los habitantes de las rocas. No los que vive debajo de las rocas, sino los valientes que se adhieren a la faz de la roca, donde los rayos del sol los queman, donde vientos, sea helados o ardientes, los atacan con chorros de arena. Los ostiones, los bálanos, los mejillones, y las lapas, que se mueven tan lentamente.  

    1. Ostiones que parecen haberse integrado a la roca, mejillones, bálanos, y unas pocas lapas. También hay algas pardas, Fucus sp., y la etapa encrustante de un alga roja. 

    2. Un ostión. Se ve un poco del adhesivo alrededor de la base.

    3. Bálanos; Semibalanus cariosus (grande) y Balanus glandulas (chicos)

    4. Un grupo de los bálanos grandes.

Un ostión adherido a su roca es casi imposible de despegar. El bálano, no tanto, aunque separar uno de la roca lo mata, ya que la base permanece en su sitio. ¿Y qué distingue un adhesivo del otro?

(Escribí sobre el cemento de los ostiones hace 2 años, aquí.)

El adhesivo que usan los bálanos es orgánico; también lo es el de los mejillones. El cemento de los ostiones tiene 90% de materia inorgánico, como la roca misma.

El pegamento de los ostiones parece ser más duro que las sustancias que usan los mejillones y bálanos para adherirse a las rocas — dijo. — Los adhesivos producidos por los mejillones y bálanos se componen principalmente de proteínas, pero el pegamento de los ostiones es aproximadamente el 90 por ciento carbonato de calcio, o sea caliza. De por sí, la caliza no es pegajosa. Por lo tanto, la clave que explica la adhesión de los ostiones puede ser una combinación única de esta sustancia dura, inorgánica con el otro 10 por ciento del material que es proteína. (Purdue University)

Los pegamentos de los bálanos son de dos tipos, producidos en dos etapas.

La primera etapa, mientras la larva cipris, un nadador activo, anda (caminando sobre dos "patas") buscando un hogar permanente:

Primeramente, la larva cipris produce un adhesivo temporal (huella) para hacer una adhesión reversible durante la exploración de la superficie. (FrontiersInMarineScience)

El adhesivo de los bálanos tiene una química distinta, con proteina adhesiva suspendida en   una matriz de lípidos. Esta matriz limpia la superficie, quitando sustancias contaminantes, y permitiendo que los bálanos se fijen en las rocas, o en otras criaturas marinas, barcos, etc. (asknature)

Durante la exploración de la superficie, los dos discos adhesivos se adhieren y se separan de la superficie de forma alternativa, permitiendo que la larva cipris "camine" como con dos "patas" sobre la superficie. Al mismo tiempo, la larva cipris puede percibir las características bioquímicas, fisioquímicas, y topológicas del sustrato, usando un conjunto de setas y antenas, y decidir o fijarse o irse.(Frontiers) 

Y cuando se ha descubierto un buen sitio para establecerse:

En segundo lugar, la larva cipris produce un adhesivo permanente (cemento cíprido) para colonizar el sitio apropriado. (Frontiers)

Este cemento del bálano adulto tiene un 90% de proteina. (Comparando: el cemento del ostión tiene solo 10%.) Tiene una fuerza adhesiva de 22 a 60 libras por pulgada cuadrada.

    5. Mejillones, bálanos, y ostiones.

¿Y el adhesivo de los mejillones? ¿De qué consiste? Son casi tan difíciles de despegar como lo son los bálanos. Pero su estrategia es distinta: se atan a la roca con hilos. Bisos, se llaman; fibras finas, flexibles, hechas de proteina y con una placa adhesiva en el extremo. 

Antes de hacer bisos, el pie del mejillón se extiende fuera de la concha, buscando un sitio adecuado donde se puede adherir. Cuando el pie está listo, segrega una serie de proteinas líquidas en una secuencia específica, las cuales se endurecen rapidamente. Algunas, por la mayor parte colágenos (la proteina que hace elástico nuestra piel) forman el hilo delgado pero fuerte. otras hacen una capa protectora y dura que cubre tanto el hilo y la placa.U unas pocas de las proteinas son adhesivas y forman la placa que sirve de ancla. (AskNature)

Como los bálanos en busca de terreno, los mejillones usan los bisos pegajosos para caminar. Los he observado en mi acuario; estiran el pie, fijan un biso en el sustrato, y luego se encogen, retrayendo el pie hasta la concha. Esto tiene el efecto de jalar el animal hacia el punto donde se fijó el biso. Otra vez estiran el pie, extienden otro biso y lo fijan. Sueltan el primer biso  de donde lo adherieron y se encogen de nuevo. ...  Funciona. Pueden "caminar" así tan rápido como los caracoles.

    6. Un mejillón el el vidrio del acuario, extendiendo sus bisos, con las placas adhesivas.

Para atarse permanentemente, producen muchos bisos y los enredan con los bisos de sus vecinos, lo que crea un vínculo que puede aguantar cualquier fuerza de olas y hasta algunos ataques de predadores.

Spines on the sixth leg

The tide was low. Not as low as it gets, but low enough to completely expose the Oyster Bay breakwater and a few of the smaller sections of the remains of WWII ships scuttled there 75 years ago, just after WWII. (Story here, "A bit of logging camp history", and here, "Rust in Peace".)

Around the rock breakwater, the rocks deposited in 1950 to partially replace the fleet of derelict ships, a three-quarter century of the strong currents of Georgia Strait, which separates Vancouver Island from the mainland, has built mounds of gravel on the landward side, creating a broad spit colonized by salt-loving pickleweed and silver burweed. The gravel has extended almost back to the land, enclosing the shallow lagoon. (How do the waves bring in fist-sized rocks? They do, in great heaps.)

View from the "inside"

The position of the log, floated into place, shows the usual high tide line. The protected lower sides of the rocks are coated with barnacles and tiny periwinkle snails.

On the "outside", there's only a narrow, sloping ribbon of gravel, then the wide, flat sandy beach, usually underwater. I poked around on this strip, peering into cracks and examining old rusty ship parts.

Part of a bulwark, maybe? Some of the old yellow paint still remains.

Zooming in. Barnacles, green and red algae, and rivets. And snails, but they're hiding.

And zooming in once again.

These are our common acorn barnacles, Balanas glandula. They don't like heavy wave action, but coat the protected side of rocks and the stony shores where the slope is shallow, reducing the pounding action of the waves. (Walking on one of those beaches, even watching where I put my feet, I hear the "crunch, crunch" of tiny barnacle shells, making crab feed. Sorry, guys! If I could fly, I would.)

They grow densely together; once they've settled in, they won't be moving for the rest of their lives (up to 30 years, I've heard, as long as I don't step on them.) So they have to settle within reach of a mate.

The barnacles are sequential hermaphrodites. That is, they have both male and female organs, and in any one mating event, one acts as female, the other as male. The one acting as a male reaches out a penis up to 8 times his body size to reach a neighbour, who acts as a female for this encounter.

Poor photo, 2010. Barnacle with extended penis, looking for a mate.

On the protected side of a nearby rock, I found bigger barnacles:

Giant acorn barnacles surrounded by the smaller species.

One giant, with small acorn, red algae, and periwinkle snails.

The giant acorn barnacles, Balanus nubilus, are easily recognized by size alone. They may be the largest acorn barnacles worldwide, and can grow up to 15 centimetres across. These are smaller; about 5 cm. The little "commons" can grow up to a maximum of half that. But even in a juvenile, the giants are recognizable by the beak-shaped inner shells, the operculum. Underwater, and feeding, they expose a brilliantly coloured inner body, red, orange, or purple. (I've seen mostly reddish-purple ones.)

Of the small acorn barnacles, there are several similar species. Most of ours are B. glandula but I've also seen the thatched barnacle, B. cariosus, and there is one that settles on crab shells, B. hesperius and several others. All very similar, all extremely variable, depending on water currents, erosion, and the effects of crowding; hard to identify. E-FaunaBC describes the problem:

However, it is not safe to rely alone on the sculpture of the cover-plates for identification as there are species with plates that look nearly the same. Therefore, several other characters must be taken into consideration. The number of spines on the middle segment of the sixth leg; the shape of the mouth parts; and the structure of the base of the shell.

In the absence of barnacles waving those sixth legs at me, I'll just be glad that the name "acorn barnacle" applies to all of them.

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La marea estaba baja. No tan baja como puede llegar a ser, pero suficiente como para dejar el rompeolas de Oyster Bay completamente fuera del agua, además de algunas partes de barcos sumergidos allí hace 75 años, después de la Segunda Guerra Mundial. (La historia, la puedes encontrar aquí, "A bit of logging camp history", y aquí, "Rust in Peace".

Alrededor del rompeolas, rocas depositadas en este sitio en 1950, para reemplazar (en parte) la flota de barcos en ruinas, tres cuartos de siglo de corrientes de agua del Estrecho de Georgia, que corre entre la isla de Vancouver y el continente, ha construido montones de grava en el lado protegido, creando una lengua de tierra donde crecen Salicornia depressa y Ambrosia chamissonis, plantas halófitas. La grava casi llega a tierra firma otra vez, encerrando una lagunita poco honda. (¿Cómo es que las olas llegan a traer piedras del tamaño de mi puño? No sé, pero sí lo logran)

Foto #1: La vista hacia el mar desde el lado interior del rompeolas. El tronco sobre las rocas llegó flotando y marca el nivel normal de la marea alta. Los lados protegidos de las rocas llevan colonias de bálanos y de caracolitos marinos.

En el lado del rompeolas expuesto al mar hay solo un listoncito de grava inclinada, y luego la playa extendida, arenosa, plana, casi siempre sumergida. Este tramo de grava, con sus fierros viejos y rocas agrietadas estaba fuera del agua.

Fotos # 2 a 4: Un pedazo de barco viejo. Parte del costado, tal vez. Acercándonos, vemos bálanos, algas verdes y rojas, los caracolitos, casi escondidos, y remaches.

Estos son nuestros bálanos comunes, Balanus glandula. No les gusta la acción de olas fuertes, y colonizan los lados protegidos de las rocas, y las piedras de playas poco inclinadas, donde las olas entran suavemente. (Caminando en una de esas playas, aunque tengo cuidado donde pongo los pies, oigo el crujir de bálanos apachurrados, convertidos ahora en comida para cangrejos. ¡Lo siento, criaturitas! Si pudiera volar, lo haría.)

Crecen en colonias densas; una vez que se hayan fijado en la roca, no van a estar libres de ir a buscar pareja, y la necesitan tener cerca. Vivirán en este sitio hasta, según me dicen, hasta 30 años.

Los bálanos son hermafroditos secuenciales, es decir, tienen los órganos de ambos sexos y pueden actuar como hembra o como macho en un apareamiento dado. El que actúa como macho extiende su pene a una distancia que llega a ser hasta 8 veces su propio diámetro para buscar su pareja, quien en este momento actúa como hembra.

Foto #5: Una foto un poco borrosa, mostrando un bálano con el pene extendido. 2010

En el lado de una roca encontré bálanos más grandes:

Fotos #6 y 7: Bálanos gigantes, Balanus nubilus rodeados de bálanos comunes.

Estos bálanos gigantes se conocen facilmente por su tamaño; pueden ser los bálanos más grandes de todo el mundo y pueden crecer hasta 15 cm. de diámetro. Estos, en la foto, son juveniles, midiendo como unos 5 cm. Los bálanos comunes que los rodean pueden llegar a lo máximo, a la mitad de esto. Pero aun en un gigante joven, todavía chico, se puede reconocer la especie por el operculo, las placas interiores, que toman la forma de un pico de ave. Abiertos, bajo agua, se ven los colores fuertes del animal escondido; rojo, anaranjado, violeta.

Entre los bálanos pequeños, hay varias especies muy similares, todas muy variables según el sitio, sea con olas más o menos fuertes, sea con menos espacio, o donde haya erosión fuerte. En E-FaunaBC se describe el problema: 

Sin embargo, no se puede con seguridad depender solamente en la forma de las placas cobertores para su identificación ya que hay especies con placas que se ven casi idénticas. Por lo tanto, hay que tomar en cuenta otras características. El número de espinas en el segmento central de la pata sexta; la forma de las partes bucales; la estructura de la base de la concha.

Yo, no viendo balanitos enseñandome sus patas sextas, me conformo con que el mismo nombre, "bálanos bellota" se aplica a todos. Hasta a los gigantes; Bálanos bellota gigantes.