ABSTRACT
Detailed knowledge of species ecological preferences and robust taxonomy of paleobioindicators are prerequisites for accurate paleoclimate and paleoenvironmental studies. This study aims to expand the knowledge of modern, Neotropical freshwater ostracode fauna, across an altitudinal gradient from the karst lakes in the lowlands of El Petén, Guatemala (100-500 m.a.s.l.), to the mid-elevation lakes of the Lacandón forest (500-1 000 m.a.s.l.), to the higher-altitude lakes of Montebello, Chiapas, Mexico (1 000-1 500 m.a.s.l.). Eighteen ostracode species were identified in 24 lakes. Ostracodes were absent in Lakes Amarillo and Lacandón (mid-altitude), and San Diego (lowlands); probably explained by a structural difference of habitats and species interactions. Statistical analysis indicated that the most abundant species, Cypridopsis vidua (O.F. Müller, 1776), Cytheridella ilosvayi (Daday, 1905), Pseudocandona antillana (Broodbakker, 1983), and Darwinula stevensoni (Brady & Robertson, 1870) have a continuous distribution along the entire altitudinal gradient. Some species display more restricted distributions, determined by temperature, precipitation and conductivity. For example, Eucypris sp. is restricted to the lowlands, Vestalenula sp. and Cypria sp. were found only at middle elevations. Species diversity is slightly greater in lakes at middle altitudes (Haverage = 1.09) than in water bodies in the lowlands (Haverage = 0.94) and in cooler lakes in the highlands (Haverage = 0.94), suggesting that mid-elevation lakes have a high potential for harboring microrefugia. Locally weighted scatterplot smoothing (LOESS regressions) provided ecological preference information for the four most frequent and widely distributed species, with respect to temperature, conductivity, bicarbonate (HCO3 -) concentration, precipitation, and pH. Darwinula stevensoni suggest an association more to cooler temperatures and lower conductivities proving its high tolerance range. Cypridopsis vidua is associated with warm and low-rainfall environments, such as recorded in the lowlands of Guatemala, and can be used as a paleobioindicator of vegetated littoral zones, because we found it always associated to this section of lakes. Cytheridella ilosvayi show preferences for warm and humid conditions, whereas P. antillana prefer colder and humid environments. Such quantitative-ecological information will improve ostracode-based paleoenvironmental reconstructions in Southern Mexico and Northern Guatemala. In addition, our approach serves as a model for future paleoecological studies that employ other aquatic bioindicators, such as testate amoebae, cladocerans, and chironomids.
Los ostrácodos son microcrustáceos acuáticos, que poseen un caparazón bivalvo de carbonato de calcio que se puede preservar en los sedimentos de los ambientes lacustres. Debido a su alta sensibilidad a cambios ambientales y su alta potencialidad de fosilización, los ostrácodos son una herramienta útil para el estudio paleoclimático y paleoambiental, abarcando una temporalidad de décadas hasta millones de años. El conocimiento ecológico de las especies, así como su taxonomía son prerrequisitos para estos estudios. Sin embargo, esta información es aún escasa en diferentes regiones del mundo, incluyendo los Neotrópicos. Hasta el momento, se han realizado únicamente estudios en los lagos kársticos de las tierras bajas de la Península de Yucatán, en el norte del Neotrópico. Sin embargo, los lagos en altitudes medias y altas permanecen poco conocidos. El objetivo de este trabajo es aportar conocimiento de ostrácodos no-marinos neotropicales a lo largo de un gradiente altitudinal que va desde las tierras bajas de El Petén, Guatemala (100-500 m s.n.m.), incluyendo los lagos de tierras medias de la Selva Lacandona (500-1 000 m s.n.m.), hasta las tierras altas de Montebello, Chiapas, México (1 000-1 500 m s.n.m.). Dieciocho especies de ostrácodos se identificaron en 24 lagos, pero estuvieron ausentes en los lagos Amarillo y Lacandón (tierras medias) y San Diego (tierras bajas). La ausencia de ostrácodos podría explicarse por la falta de un muestreo estacional o por variables que no se consideraron en este estudio como sustrato, cobertura vegetal acuática e interacciones interespecíficas. Los análisis estadísticos indicaron que las especies más abundantes son: Cypridopsis vidua (O.F. Müller, 1776), Cytheridella ilosvayi (Daday, 1905), Pseudocandona antillana (Broodbakker, 1983) y Darwinula stevensoni (Brady & Robertson, 1870), con una distribución continua a lo largo del gradiente altitudinal. Algunas especies presentan una distribución más restringida, determinada por la temperatura, precipitación y conductividad. Por ejemplo, Eucypris sp. está restringida a las tierras bajas; mientras que Vestalenula sp. y Cypria sp. se encontraron únicamente en elevaciones medias. La diversidad de especies es ligeramente mayor en lagos cálidos a altitudes medias (Haverage = 1.09) que en las tierras bajas (Haverage = 0.94) y que en lagos de agua más fría en las tierras altas (Haverage = 0.94), sugiriendo que los lagos de tierras medias tienen un alto potencial para albergar micro-refugios. Las regresiones LOESS muestran las preferencias ecológicas de las cuatro especies más frecuentes y altamente distribuidas con respecto a la temperatura, conductividad, HCO3 -, precipitación y pH. Darwinula stevensoni se asocia a temperaturas frías y conductividades bajas, lo que evidencia su alto rango de tolerancia. Cypridopsis vidua se asocia con ambientes cálidos y de baja precipitación, como los registrados en las tierras bajas de Guatemala, y puede usarse como paleobioindicador de zonas de vegetación litoral. Cytheridella ilosvayi es un indicador de condiciones cálidas y húmedas, mientras que P. antillana de frías y húmedas. Esta información ecológica-cuantitativa se podrá utilizar como una herramienta para las reconstrucciones paleoambientales basadas en ostrácodos en el sur de México y norte de Guatemala. Además, este enfoque sirve como modelo para futuros estudios paleoecológicos que emplean otros bioindicadores acuáticos, como las amebas testadas, los cladóceros y los quironómidos.
ABSTRACT
The ostracode fauna of the neartic-neotropical transitional zone has remained poorly known until this study. Ten ostracode species inhabit ten highland lakes (five maar lakes (phreatic/phreato-magmatic explosion origin), one volcanic-tectonic lake, three natural dams and one man-made dam) in East-central Mexico. Surface sediments from the deepest part and the littoral zone from all studied lakes were collected. Environmental variables (pH, temperature, dissolved oxygen, conductivity, TDS) were measured in situ and parallel water samples for chemical analysis were collected for habitat description. Widely distributed species in the study area (≥5 lakes) include Cypridopsis vidua, Darwinula stevensoni and Eucandona cf. patzcuaro. Limnocytherina axalapasco is an endemic species and was collected in three maar lakes and in one man-made dam. Rare species included: Chlamydotheca arcuata?, Fabaeformiscandona acuminata?, Ilyocypris gibba?, Limnocythere friabilis?, Potamocypris smaragdina? and Potamocypris unicaudata?. Highest species richness (6 spp.) was found in the large and shallow Lake Metztitlán (2.6km², 5.5m deep), with the lake water type HCO3->>SO4²->Cl--- Ca2+>Na+>Mg2+. The rest of studied lakes (<63m, <27km²) had not more than three species. For instance, only two ostracode species were collected in Lake Alchichica, which is the largest, deepest and most saline studied maar lake. Rev. Biol. Trop. 63 (2): 401-425. Epub 2015 June 01.
La fauna de ostrácodos de la zona de transición néartica-neotropical ha sido poco estudiada hasta este estudio. En el este-centro de México, habitan diez especies de ostrácodos en diez lagos: cinco lagos maar (originados por explosiones freáticas/freato-magmáticas), un lago volcánico-tectónico, tres embalses naturales y un embalse artificial. De la parte más profunda y de las zonas litorales de todos los lagos estudiados se recolectaron sedimentos superficiales para el análisis de ostrácodos. También se midieron in situ las variables ambientales: pH, temperatura, oxígeno disuelto, conductividad, SDT, además se recolectaron muestras de agua paralelas para análisis químico con el objetivo de describir el hábitat. Especies con una amplia distribución en el área de estudio (≥5 lagos) incluyen: Cypridopsis vidua, Darwinula stevensoni y Eucandona cf. patzcuaro. Limnocytherina axalapasco es una especie endémica y fue recolectada en tres lagos maar y en el embalse artificial. Especies raras incluyeron: Chlamydotheca arcuata?, Fabaeformiscandona acuminata?, Ilyocypris gibba?, Limnocythere friabilis?, Potamocypris smaragdina? y Potamocypris unicaudata? La riqueza de especies más alta (6 spp.) se encontró en el lago más extenso y somero, lago Metztitlán (2.6km², 5.5m de profundidad), con el tipo de agua HCO3->>SO4²->Cl--- Ca2+>Na+>Mg2+. El resto de lagos estudiados (<63m, <27km²) presentaron no más de tres especies. Por ejemplo, solamente dos especies de ostrácodos fueron recolectadas en el lago Alchichica, el cual es el más extenso, profundo y salino entre los lagos maar estudiados.