Invertebrate dispersal by waterbird species in neotropical wetlands / A dispersão de invertebrados por aves aquáticas na região neotropical

Abstract Endozoochory by waterbirds is particularly relevant to the dispersal of non-flying aquatic invertebrates. This ecological function exercised by birds has been demonstrated in different biogeographical regions, but there are no studies for the neotropical region. In this work, we identified propagules of invertebrates in faeces of 14 syntopic South American waterbird species representing six families, and hatched additional invertebrates from cultured faeces. We tested whether propagule abundance, species richness and composition varied among bird species, and between the cold and warm seasons. We found 164 invertebrate propagules in faecal samples from seven different waterbirds species, including eggs of the Temnocephalida and Notonectidae, statoblasts of bryozoans (Plumatella sp.) and ephippia of Cladocera. Ciliates (including Paramecium sp. and Litostomatea), nematodes and rotifers (Adineta sp. and Nottomatidae) hatched from cultured samples. Potential for endozoochory was confirmed for 12 of 14 waterbird species. Our statistical models suggest that richness and abundance of propagules are associated with bird species and not affected by seasonality. Dispersal by endozoochory is potentially important to a broad variety of invertebrates, being promoted by waterbirds with different ecological and morphological traits, which are likely to drive the dispersal of invertebrates in neotropical wetlands.

Resumo A endozoocoria promovida por aves aquáticas é particularmente relevante para a dispersão de invertebrados aquáticos não-voadores. Essa função ecológica exercida pelas aves tem sido demonstrada para diferentes regiões biogeográficas, porém, não existem estudos para a região neotropical. Neste trabalho nós identificamos propágulos de invertebrados encontrados em fezes de 14 espécies sintópicas de aves aquáticas da América do Sul, representando seis famílias de aves, e também invertebrados emergidos de amostras fecais cultivadas em laboratório. Testamos se a abundância, riqueza de espécies e composição de propágulos de invertebrados variavam entre as espécies de aves e entre estações. Nós encontramos 164 propágulos de invertebrados em amostras fecais de sete espécies de aves, incluindo ovos de Temnocephalida e Notonectidae, estatoblastos de briozoários (Plumatella sp.) e efípios de Cladocera. Ciliados (incluindo Paramecium sp. e Litostomatea), nematóides e rotíferos (Adineta sp. e Nottomatidae) eclodiram de amostras cultivadas. O potencial para endozoocoria foi confirmado para 12 das 14 espécies de aves aquáticas investigadas. Nossos modelos estatísticos sugerem que a riqueza e abundância de propágulos estão associadas às espécies de aves e não são afetadas pela sazonalidade. A dispersão por endozoocoria é importante para uma ampla variedade de invertebrados, sendo promovida por aves aquáticas com diferentes características ecológicas e morfológicas as quais provavelmente regulam a dispersão de invertebrados entre áreas úmidas neotropicais.

Invertebrate dispersal by waterbird species in neotropical wetlands

Abstract Endozoochory by waterbirds is particularly relevant to the dispersal of non-flying aquatic invertebrates. This ecological function exercised by birds has been demonstrated in different biogeographical regions, but there are no studies for the neotropical region. In this work, we identified propagules of invertebrates in faeces of 14 syntopic South American waterbird species representing six families, and hatched additional invertebrates from cultured faeces. We tested whether propagule abundance, species richness and composition varied among bird species, and between the cold and warm seasons. We found 164 invertebrate propagules in faecal samples from seven different waterbirds species, including eggs of the Temnocephalida and Notonectidae, statoblasts of bryozoans (Plumatella sp.) and ephippia of Cladocera. Ciliates (including Paramecium sp. and Litostomatea), nematodes and rotifers (Adineta sp. and Nottomatidae) hatched from cultured samples. Potential for endozoochory was confirmed for 12 of 14 waterbird species. Our statistical models suggest that richness and abundance of propagules are associated with bird species and not affected by seasonality. Dispersal by endozoochory is potentially important to a broad variety of invertebrates, being promoted by waterbirds with different ecological and morphological traits, which are likely to drive the dispersal of invertebrates in neotropical wetlands.

Resumo A endozoocoria promovida por aves aquáticas é particularmente relevante para a dispersão de invertebrados aquáticos não-voadores. Essa função ecológica exercida pelas aves tem sido demonstrada para diferentes regiões biogeográficas, porém, não existem estudos para a região neotropical. Neste trabalho nós identificamos propágulos de invertebrados encontrados em fezes de 14 espécies sintópicas de aves aquáticas da América do Sul, representando seis famílias de aves, e também invertebrados emergidos de amostras fecais cultivadas em laboratório. Testamos se a abundância, riqueza de espécies e composição de propágulos de invertebrados variavam entre as espécies de aves e entre estações. Nós encontramos 164 propágulos de invertebrados em amostras fecais de sete espécies de aves, incluindo ovos de Temnocephalida e Notonectidae, estatoblastos de briozoários (Plumatella sp.) e efípios de Cladocera. Ciliados (incluindo Paramecium sp. e Litostomatea), nematóides e rotíferos (Adineta sp. e Nottomatidae) eclodiram de amostras cultivadas. O potencial para endozoocoria foi confirmado para 12 das 14 espécies de aves aquáticas investigadas. Nossos modelos estatísticos sugerem que a riqueza e abundância de propágulos estão associadas às espécies de aves e não são afetadas pela sazonalidade. A dispersão por endozoocoria é importante para uma ampla variedade de invertebrados, sendo promovida por aves aquáticas com diferentes características ecológicas e morfológicas as quais provavelmente regulam a dispersão de invertebrados entre áreas úmidas neotropicais.

Benthic macroinvertebrate community in the Sinos river drainage basin, Rio Grande do Sul, Brazil / A comunidade de macroinvertebrados bentônicos da bacia hidrográfica do rio dos Sinos, Rio Grande do Sul, Brasil

Abstract Aquatic macroinvertebrate fauna is a relevant component of limnic continental aquatic ecosystems, playing an important role in several processes with relevant biocomplexity. The present study characterized the benthic macroinvertebrate fauna found in three hydric bodies in the Sinos river drainage basin regarding community structure. Sample was collected from January to December 2013 in three locations in the basin: the city of Caraá (29 °45’45.5”S/50°19’37.3”W), the city of Rolante (29°38’34.4”S/50°32’33.2”W) and the city of Igrejinha (29°36’10.84”S/50°48’49.3”W). Abiotic components (pH, dissolved oxygen and temperature) were registered and collected samples were identified up to family type. Average annual pH, dissolved oxygen and temperature were similar in all locations. A total of 26,170 samples were collected. Class Insecta (Arthropods) represented 85.5% of total sample. Platyhelmintes, Mollusca and Annelida samples were also registered. A total of 57 families were identified for the drainage basin and estimators (Chao-1, Chao-2 and jackknife 2) estimated richness varying from 60 to 72 families.

Resumo A fauna de macroinvertebrados aquáticos é um relevante componente dos ecossistemas aquáticos límnicos continentais, atuando em vários processos de importante biocomplexidade. O presente estudo caracterizou a fauna de macroinvertebrados bentônicos em três corpos hídricos da Bacia Hidrográfica do Rio dos Sinos, em relação a estrutura da comunidade. Amostragens foram realizadas de janeiro a dezembro de 2013 em três locais na bacia: Município de Caraá (29°45’45,5”S/50°19’37,3”W), Município de Rolante(29°38’34,4”S/50°32’33,2”W) e Município de Igrejinha(29°36’10,84”S/50°48’49,3”W). Variáveis abióticas (pH, oxigênio dissolvido e temperatura) foram registradas e os exemplares coletados identificados até família. As médias anuais de pH, oxigênio dissolvido e temperatura foram similares em todos os pontos. Um total de 26.170 exemplares foi amostrado. A Classe Insecta (Arthropoda) representou 85,5% do total. Platyhelmintes, Mollusca e Annelida também foram registrados. Foram determinadas 57 famílias para a bacia hidrográfica e os estimadores (Chao-1, Chao-2 e jackknife 2) projetaram uma riqueza variando de 60 a 72.

Chironomidae feeding habits in different habitats from a Neotropical floodplain: exploring patterns in aquatic food webs / Hábitos alimentares de Chironomidae em diferentes habitats de uma planície de inundação Neotropical: explorando padrões em redes alimentares aquáticas

Abstract Ecological studies on food webs have considerably increased in recent decades, especially in aquatic communities. Because Chironomidae family are highly specious, occurring in almost all aquatic habitats is considered organisms-key to initiate studies on ecological relationships and trophic webs. We tested the hypothesis that the diversity of the morphospecies diet reflects differences on both the food items available among habitats and the preferences of larval feeding. We analyzed the gut content of the seven most abundant Chironomidae morphospecies of the different habitats from the Upper Paraná River. We categorized the food items found into algae, fungal spores, fragments of plants, algae and animal fragments and sponge spicules. We observed the algae predominance in the gut content of morphospecies from lakes. Considering the different regions from each lake, we registered the highest food abundance in the littoral regions in relation to the central regions. From the variety of feeding habits (number of item kinds), we classified Chironomus strenzkei, Tanytarsus sp.1, Procladius sp.1 as generalist morphospecies. We found a nested pattern between food items and Chironomidae morphospecies, where some items were common to all taxa (e.g., Bacillariophyceae algae, especially), while others were found in specific morphospecies (e.g., animals fragments found in Procladius sp.1). The algae represented the most percentage of gut contents of Chironomidae larvae. This was especially true for the individuals from littoral regions, which is probably due to the major densities of algae associated to macrophytes, which are abundant in these regions. Therefore, the feeding behavior of these morphospecies was generalist and not selective, depending only of the available resources.

Resumo Estudos sobre redes alimentares têm aumentado consideravelmente nas últimas décadas em pesquisas de ecologia, principalmente em comunidades aquáticas. Em função Família Chironomidae ser altamente especiosa, ocorrendo em quase todos os hábitats aquáticos, é considerada como organismos-chave para estudos preliminares sobre as relações ecológicas como redes tróficas. Nós testamos a hipótese de que a diversidade de dietas das morfoespécies reflete diferenças tanto na disponibilidade dos itens alimentares entre os hábitats analisados, quanto preferencias alimentares das larvas. Nós analisamos o conteúdo digestivo das sete morfoespécies mais abundantes de diferentes habitats da planície de inundação do alto rio Paraná. Nós categorizamos os itens alimentares encontrados como algas, esporos de fungos, fragmentos vegetais, fragmentos de algas ou de animais e espículas de esponjas. Nós observamos a predominância de algas no conteúdo digestivo das morfoespécies lacustres. Considerando as diferentes regiões de cada lagoa, nós registramos as maiores abundâncias de alimentos nas regiões litorâneas, quando comparadas com as regiões centrais. A partir da variedade de hábitos alimentares (número de tipos de itens), classificamos Chironomus strenzkei, Tanytarsus sp.1 e Procladius sp.1 como morfoespécies generalistas. Nós encontramos um padrão aninhado entre os itens alimentares e as morfoespécies de Chironomidae, onde alguns itens foram comuns a todos os táxons (por exemplo, algas da Classe Bacillariophyceae), enquanto outros foram encontrados em morfoespécies mais especificas (por exemplo, fragmentos de animais encontrados em Procladius sp.1). As algas representaram a maior porcentagem do conteúdo digestivo das larvas de Chironomidae. Este fato foi especialmente verdadeiro para os indivíduos das regiões litorâneas, o qual é devido, provavelmente, pelas maiores densidades de algas associadas à macrófitas, que são abundantes nessas regiões. Portanto, o comportamento alimentar dessas morfoespécies foi generalista e não seletivo, dependendo apenas dos recursos disponíveis.

Suficiência amostral para estudos de impacto ambiental sobre a comunidade de macroinvertebrados bentônicos em arrozais irrigados / Sample sufficiency for environmental impact studies on benthic macroinvertebrate community in irrigated rice fields

RESUMO: O objetivo deste estudo foi determinar a suficiência amostral para estudos de impacto ambiental sobre a comunidade de macroinvertebrados bentônicos em arrozais irrigados (Oryza sativa L.). Amostragens de solo foram realizadas com auxílio de coletor cilíndrico, nos anos agrícolas 2007/08 e 2012/13. As amostras foram triadas e os espécimes identificados até o nível de família. Os dados foram submetidos à análise da curva do coletor e os índices de diversidade de Shannon e equabilidade de Pielou foram calculados para o total de amostras e o número de amostras definido pela curva do coletor, em cada ano amostral. Considerando o método de amostragem verificado no presente trabalho, indica-se um mínimo de 12 réplicas para se obter o maior número de famílias sem perda de informação, quando em estudos de impacto ambiental sobre a comunidade de macroinvertebrados bentônicos em área de cultivo de arroz irrigado.

ABSTRACT: The objective of this study was to determine the sample sufficiency in environmental impact studies on the benthic macroinvertebrate community in irrigated rice fields (Oryza sativa L.). Soil samplings were conducted with a cylindrical collector in the agricultural years of 2007/08 and 2012/13. Individuals were sorted out and identified up to family level. Data were analyzed through the collector curve, Shannon's Diversity and Pielou's Evenness Index were calculated for the total number of samples and the number of samples defined by the collector curve in each year. Considering the results observed in this study, we indicate a minimum of 12 replicates to obtain the largest number of families without loss of information, in environmental impact studies on benthic macroinvertebrate community in irrigated rice fields.

Effect of land use on the composition, diversity and abundance of insects drifting in neotropical streams

Abstract Streams may exhibit differences in community structure of invertebrate drift, which may be a reflex of variation in environmental factors, able to change in conditions of anthropogenic interventions. The aim of this study was to analyze the composition, diversity and abundance of insects drifting in two neotropical streams under different land use and to identify the environmental factors involved in determining such patterns. 54 taxa of aquatic insects were identified in urban and rural streams. The results indicated significant differences in species composition due to the replacement of specialist species by generalist species in the urban stream. Higher diversity of taxa was recorded in the rural stream, with high levels of dissolved oxygen and high water flow, which favored the occurrence of sensitive groups to environmental disturbances, such as Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera and Coleoptera taxa, that living mainly in clean and well oxygenated waters. On the other hand, a higher density of insects drifting, especially Chironomidae, was observed in the urban stream, where high values of pH, electrical conductivity and nitrogen were observed. These larvae are able to explore a wide range of environmental conditions, owing to their great capacity for physiological adaptation. Despite observing the expected patterns, there were no significant differences between streams for the diversity and abundance of species. Thus, the species composition can be considered as the best predictor of impacts on the drifting insect community.

Resumo Riachos podem exibir diferenças na estrutura das comunidades de invertebrados à deriva, o que pode ser um reflexo da variação nos fatores ambientais, capazes de se alterar em condições de intervenções antrópicas. O objetivo deste trabalho foi analisar a composição, diversidade e abundância de insetos à deriva em dois riachos neotropicais sob diferentes usos do solo, além de identificar os fatores ambientais intervenientes na determinação de tais padrões. Foram registrados 54 táxons de insetos aquáticos nos riachos urbano e rural. Os resultados evidenciaram diferenças significativas na composição de espécies, devido à substituição de espécies especialistas por espécies generalistas no riacho urbano. Maior diversidade de táxons foi registrada no riacho rural, com altos níveis de oxigênio dissolvido e elevado fluxo hídrico, que favoreceram a ocorrência de grupos sensíveis a perturbações ambientais, como táxons das ordens Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera e Coleoptera, que vivem principalmente em águas limpas e bem oxigenadas. Por outro lado, maior densidade de insetos a deriva, especialmente Chironomidae, foi observada no riacho urbano, onde foram registrados elevados valores de pH, condutividade elétrica e nitrogênio. Estas larvas são capazes de explorar uma vasta gama de condições ambientais, consequência da sua grande capacidade de adaptação fisiológica. Apesar de ter encontrado os padrões esperados, não foram contatadas diferenças significativas na diversidade e abundância de espécies entre os riachos. Assim, a composição de espécies pode ser considerada como melhor preditora de impactos sobre a comunidade de insetos à deriva.

Effect of land use on the composition, diversity and abundance of insects drifting in neotropical streams / Efeito do uso do solo sobre a composição, diversidade e abundância de insetos à deriva em riachos neotropicais

Abstract Streams may exhibit differences in community structure of invertebrate drift, which may be a reflex of variation in environmental factors, able to change in conditions of anthropogenic interventions. The aim of this study was to analyze the composition, diversity and abundance of insects drifting in two neotropical streams under different land use and to identify the environmental factors involved in determining such patterns. 54 taxa of aquatic insects were identified in urban and rural streams. The results indicated significant differences in species composition due to the replacement of specialist species by generalist species in the urban stream. Higher diversity of taxa was recorded in the rural stream, with high levels of dissolved oxygen and high water flow, which favored the occurrence of sensitive groups to environmental disturbances, such as Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera and Coleoptera taxa, that living mainly in clean and well oxygenated waters. On the other hand, a higher density of insects drifting, especially Chironomidae, was observed in the urban stream, where high values of pH, electrical conductivity and nitrogen were observed. These larvae are able to explore a wide range of environmental conditions, owing to their great capacity for physiological adaptation. Despite observing the expected patterns, there were no significant differences between streams for the diversity and abundance of species. Thus, the species composition can be considered as the best predictor of impacts on the drifting insect community.

Resumo Riachos podem exibir diferenças na estrutura das comunidades de invertebrados à deriva, o que pode ser um reflexo da variação nos fatores ambientais, capazes de se alterar em condições de intervenções antrópicas. O objetivo deste trabalho foi analisar a composição, diversidade e abundância de insetos à deriva em dois riachos neotropicais sob diferentes usos do solo, além de identificar os fatores ambientais intervenientes na determinação de tais padrões. Foram registrados 54 táxons de insetos aquáticos nos riachos urbano e rural. Os resultados evidenciaram diferenças significativas na composição de espécies, devido à substituição de espécies especialistas por espécies generalistas no riacho urbano. Maior diversidade de táxons foi registrada no riacho rural, com altos níveis de oxigênio dissolvido e elevado fluxo hídrico, que favoreceram a ocorrência de grupos sensíveis a perturbações ambientais, como táxons das ordens Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera e Coleoptera, que vivem principalmente em águas limpas e bem oxigenadas. Por outro lado, maior densidade de insetos a deriva, especialmente Chironomidae, foi observada no riacho urbano, onde foram registrados elevados valores de pH, condutividade elétrica e nitrogênio. Estas larvas são capazes de explorar uma vasta gama de condições ambientais, consequência da sua grande capacidade de adaptação fisiológica. Apesar de ter encontrado os padrões esperados, não foram contatadas diferenças significativas na diversidade e abundância de espécies entre os riachos. Assim, a composição de espécies pode ser considerada como melhor preditora de impactos sobre a comunidade de insetos à deriva.

Chironomidae larvae (Diptera) of Neotropical floodplain: overlap niche in different habitats / Larvas de Chironomidae (Diptera) de uma planície de inundação neotropical: sobreposição de nichos em diferentes habitats

The niche overlap between trophic groups of Chironomidae larvae in different habitats was observed between trophic groups and between different environments in Neotropical floodplain. For the evaluation we used the index of niche overlap (CXY) and analysis of trophic networks, both from the types and amount of food items identified in the larval alimentary canal. In all environments, the larvae fed on mainly organic matter such as plants fragments and algae, but there were many omnivore larvae. Species that have high values of food items occurred in diverse environments as generalists with great overlap niche and those with a low amount of food items with less overlap niche were classified as specialists. The largest number of trophic niche overlap was observed among collector-gatherers in connected floodplain lakes. The lower values of index niche overlap were predators. The similarity in the diet of different taxa in the same niche does not necessarily imply competition between them, but coexistence when the food resource is not scarce in the environment even in partially overlapping niches.

A sobreposição de nichos entre grupos tróficos de larvas de Chironomidae em diferentes tipos de ambientes foi verificada entre os grupos tróficos e entre diferentes ambientes em uma planície de inundação Neotropical. Para a avaliação foi utilizado o Índice de Sobreposição de Nicho (CXY) e análises de redes tróficas, ambos a partir dos tipos e quantidade de itens alimentares identificados no tubo digestivo das larvas. As larvas alimentaram-se em todos os ambientes principalmente de detritos orgânicos como os fragmentos de plantas e algas, porém, verificou-se alto nível de omnívora. As espécies que tem altos valores de itens alimentares ocorreram em diversos ambientes como generalistas e com grande sobreposição de nichos e aqueles com baixos itens alimentares e com menor sobreposição foram classificados como especialistas. O maior número de sobreposição de nichos tróficos foi verificado em coletores-catadores nas lagoas com conexão. Os menores valores do índice foram verificados nos predadores. A semelhança na dieta de diferentes táxons e grupos tróficos em um mesmo nicho não implica, necessariamente, uma competição entre eles, porém uma coexistência quando o recurso alimentar não é escasso no ambiente, mesmo com sobreposição parcial de nichos.

Estrutura da comunidade de macroinvertebrados associados ao folhiço submerso de remanso e correnteza em igarapés da Amazônia Central / Community structure of macroinvertebrates associated with leaf litter from riffles and pools from Central Amazon streams

Considerando que a composição e a distribuição de macroinvertebrados de água doce é relacionada a diversos fatores ambientais, destacando-se a velocidade da corrente e o tipo de substrato tive como hipótese de trabalho que a composição, riqueza, e abundância de macroinvertebrados que ocorrem em dois ambientes com características hidrológicas distintas (correnteza e remanso) fossem diferentes entre essas áreas. A amostragem foi realizada em três igarapés onde foram dispostas cinco armadilhas em trechos de remanso e cinco em correnteza, totalizando 30 armadilhas. No laboratório os macroinvertebrados foram identificados em ordens e os indivíduos de cada ordem foram separados em famílias. Análise de variância em blocos foi realizada com intuito de verificar possíveis efeitos do tipo de hábitat e dos rios sobre riqueza e abundância de macroinvertebrados. O índice de diversidade Shannon foi aplicado, seguido do teste t. Análise de agrupamento (UPGMA) usando o coeficiente de distância de Bray-Curtis foi realizada com intuito de verificar a similaridade entre os diferentes hábitats dos rios. Foram coletados 132 especimens, 97 em correnteza e 35 em remanso. Dentre as dezesseis famílias coletadas, seis colonizaram apenas correnteza, dois apenas remanso e oito colonizaram os dois ambientes. Foi detectado um efeito do hábitat (remanso ou correnteza) sobre a riqueza e abundância de macroinvertebrados. No entanto, não foi detectado efeito do local (igarapés). A diversidade de Shannon foi maior para correnteza do que para o remanso. A análise de agrupamento de Bray-Curtis formou um agrupamento mais definido entre os trechos de corredeira. Concluo que a composição e a abundância são os parâmetros que diferem entre as comunidades de macroinvertebrados de correnteza e remanso. A hipótese explicativa para este resultado é de que a estrutura da comunidade desses dois ambientes se diferencie devido às variações associadas ao fluxo da correnteza, que possibilitam...

Considering that the composition and distribution of freshwater macroinvertebrates is related to several environmental factors, especially water flow and type of substratum I hypothesized that composition, richness and abundance of macroinvertebrates that occur in both environments with distinct hydrological characteristics (riffle and pool) were different between these areas. Specimens were sampled in three streams where five traps were arranged in stretches from pools and riffles totalizing 30 traps. In the laboratory the macroinvertebrates were identified to family level. An analysis of variance in blocks was made in order to verify possible effects of habitat and stream type on the richness and abundance of macroinvertebrates. Shannon's diversity index was applied, followed by a t-test. The Bray-Curtis cluster analysis was performed to verify the similarity between different habitats. A total of 132 specimens were collected, 97 in riffles and 35 in pools. Among sixteen families collected, six colonized only riffles, two colonized only pools and eight colonized both environments. An effect of the habitat (pools or riffles) upon the richness and abundance of macroinvertebrates was detected. On the contrary, no difference was found among streams (igarapés). The Shannon diversity index was higher in riffles than in pools. The riffle stretches formed a single group on the Bray-Curtis cluster analysis. I conclude that composition and abundance were distinct between the community of macroinvertebrates of riffles and pools. The explaining hypothesis for these results is that the community structure of both environments is distinct due to variations associated with water flow, that allows the existence of groups with different ecological and behavioral features.