Von besonderer Bedeutung sind eine Muschel- und eine Libellenart, deren Vorkommen die Meldung einer Teilfläche des Naturschutzgebietes zum FFH-Gebiet (Natura 2000 DE-4218-301) veranlassten. Im Teilbereich der „Tallewiesen“ existiert eine Population der Bachmuschel (auch Kleine Flussmuschel genannt) sowie der Helm-Azurjungfer, für die gemäß Anhang II der „Flora-Fauna-Habitat-Richtlinie“ der Europäischen Union (kurz „FFH-Richtlinie“) besondere Schutzgebiete ausgewiesen werden müssen.

Die Bachmuschel besiedelt einen ganzjährig wasser-führenden Graben in den Tallewiesen. Diese Art war noch vor hundert Jahren weit verbreitet, ist jedoch in Folge der Verunreinigung der Fließgewässer fast überall ausgestorben. In ganz Nordrhein-Westfalen gibt es heute nur noch zwei Vorkommen der Bachmuschel, die beide im Kreis Paderborn bzw. Soest liegen.

Die Larven (Glochidien) der Bachmuschel haben einen Durchmesser von nur etwa 0,2 mm. Sie durchleben eine parasitäre Phase von etwa 20 bis 30 Tagen, während der sie an den Kiemen eines Wirtsfisches haften. In den Tallewiesen wurde der Stichling als Wirtsfisch festgestellt. Seit 2003 wird ein Artenhilfsprojekt durchgeführt, um den Bestand der Bachmuschel wieder zu vermehren.

Die Helm-Azurjungfer besiedelt in den Tallewiesen dieselben Lebensräume wie die Bachmuschel. Diese Kleinlibelle lebt an schmalen, sonnigen, ganzjährig wasserführenden Gräben mit sauberem, sauerstoffreichem Wasser, in dem sich die Larven entwickeln. Die Besonnung der Gewässerläufe ist wichtig für die Erwärmung des Wassers und für die Entwicklung einer krautigen Wasservegetation. Zu dieser Vegetation gehört der Schmalblättrige Merk, an dessen Blättern die Helm-Azurjungfer vorwiegend ihre Eier ablegt. Die Population der Helm-Azurjungfer in den Tallewiesen gehört zu den fünf größten in Nordrhein-Westfalen.