Freshwater research in Latin America: Current research topics, challenges, and opportunities

o Introduction: Freshwater research in Latin America has been increasing in recent years, with a large participation of scientists based on local institutions. However, researchers in the region are facing diverse challenges, and we lack a regional overview of the status of freshwater research. Objective: To address this, we surveyed researchers in the region to assess the current activity and challenges faced by the scientific community. We were interested in understanding (1) the type of research currently taking place in the region, (2) the major research gaps, as viewed by local researchers, and (3) the main limitations or obstacles slowing the development of freshwater science in the region. Methods: We prepared a questionnaire with 26 questions regarding the background of participants, their ongoing research priorities, the products generated from their research, and the major limitations they are facing as researchers. Results: We obtained 105 answers from researchers in 19 Latin American countries. Some of the important trends identified included: (1) a focus on stream ecosystems under agricultural and natural forest; (2) emphasis on biodiversity assessment and species inventories; (3) limited ecological research, mostly centered on litter decomposition and food web studies; and (4) communicating research in the form of peer-reviewed papers and reports in gray literature. Major limitations to the scientific activity included: (1) language, with a majority of respondents considering their handling of English a handicap; (2) limited access to research equipment; (3) lack of tools, such as taxonomic keys; and (4) limited research funding. Research needs and priorities resulted in three major areas in need of attention: (1) developing taxonomy and systematics; (2) improving our current understanding of ecology and natural history; and (3) understanding species distributions and biodiversity patterns. Conclusions: Latin America has an active community of scientists. There is a need to diversify research topics, without abandoning traditional research areas (e.g., taxonomy, species distribution). We advocate for more collaboration among scientists with similar research goals, regardless of their affiliation. Improving communication and collaboration among universities and countries within Latin America will certainly facilitate overcoming obstacles and will help shaping a brighter future for freshwater research, and sciences in general, in the region.

o Introducción: las investigaciones en ecosistemas de agua dulce en América Latina han aumentado en los últimos años, con gran participación de científicos establecidos en instituciones locales. Los investigadores en la región se enfrentan a una variedad de desafíos y carecemos de una descripción regional del estado de la investigación en agua dulce. Objetivo: para abordar esto, encuestamos a investigadores de la región para evaluar las líneas de investigación y los desafíos que enfrenta la comunidad científica. Estábamos interesados ​​en comprender (1) el tipo de investigación que se está llevando a cabo actualmente en la región, (2) las principales brechas de investigación, según lo visto por los investigadores locales, y (3) las principales limitaciones u obstáculos que retrasan el desarrollo de la ciencia del agua dulce en la región. Métodos: preparamos un cuestionario con 26 preguntas sobre los antecedentes de los encuestados, sus prioridades actuales de investigación, los productos generados a partir de su investigación, y las principales limitaciones que enfrentan como investigadores. Resultados: obtuvimos 105 respuestas de investigadores en 19 países latinoamericanos. Algunas de las tendencias más importantes incluyeron: (1) un enfoque en ecosistemas fluviales, principalmente bajo los usos de tierra agrícola y de bosque; (2) énfasis en la evaluación de la biodiversidad y los inventarios de especies; (3) la limitada investigación ecológica está centrada en la descomposición de hojarasca y los estudios de la red alimentaria; y (4) la comunicación de la investigación se da a través de artículos científicos revisados por pares e informes técnicos en literatura gris. Las principales limitaciones de la actividad científica incluyen: (1) lenguaje, con la mayoría de los encuestados que consideran que su manejo del inglés es una desventaja; (2) acceso limitado a equipos de investigación; (3) falta de herramientas, tales como claves taxonómicas; y (4) financiamiento de investigación limitado. Las necesidades y prioridades de investigación dieron como resultado tres áreas principales que requieren atención: (1) desarrollar la taxonomía y la sistemática; (2) mejorar nuestra comprensión actual de la ecología y la historia natural; y (3) comprensión de la distribución de especies y patrones de biodiversidad. Conclusiones: América Latina tiene una comunidad activa de científicos. Identificamos la necesidad de diversificar los temas de investigación, sin abandonar áreas tradicionales (e.g., taxonomía, distribución de especies). Abogamos por una mayor colaboración entre los científicos con los objetivos de investigación similares, independientemente de su afiliación. Mejorar la comunicación y la colaboración entre universidades y países de América Latina ciertamente facilitará la superación de obstáculos y ayudará a forjar un futuro más prometedor para la investigación del agua dulce y las ciencias en general en la región.

Sobre ensambles y ensamblajes ecológicos - respuesta a Monge-Nájera / Ecological ensembles and assemblages - a reply to Monge-Nájera

ResumenEvaluar críticamente la terminología que usamos en ecología es importante para evitar el uso de palabras que no ayudan a facilitar la comunicación científica. En este trabajo contestamos el comentario de Monge-Najera sobre el uso de los términos ensamble y ensamblaje, argumentando que estas palabras son válidas y útiles en el idioma español.Además, ambos términos tienen su lugar en la ecología, por lo que proveemos información para usarlos en un contexto ecológico apropiado.

AbstractCritical evaluation of terminology use in ecology is important to avoid using jargon that helps little to facilitate communication. Here we reply to Monge-Najera’s comment on the use of the terms ensemble and assemblage, we argue for the use of the words ensamble and ensamblaje in Spanish. In addition, both terms have a proper place in ecology and we provide a case for their use in proper ecological context. Rev. Biol. Trop. 64 (2): 817-819. Epub 2016 June 01.

Estudios sobre macroinvertebrados acuáticos en América Latina: avances recientes y direcciones futuras

Studies on Latin American freshwater macroinvertebrates: recent advances and future directions. Latin America is an active scientific research area, in particular with respect to the study of freshwater macroinvertebrates. The present serves as an introduction to a special issue that highlights recent research projects on macroinvertebrates in Latin America. As part of this introduction, we conducted a literature analysis of the last 14 years of publications from the region that highlights the steady increase in publications on macroinvertebrates. Most studies from 2000-2013 were conducted in Brazil, Colombia, Argentina, and Costa Rica, and were focused on taxonomy and different issues related to biodiversity and distribution. There was a tendency for the use of local low-impact journals, but high impact publications were also found. This special issue contributes with 18 studies conducted in eight different countries. Two major topics are covered in the special issue, the ecology and natural history of aquatic macroinvertebrates and their use in the evaluation of anthropogenic impacts to aquatic ecosystems. Based on the literature review and contributions included in the issue, we discuss research needs for the region. Identified needs include: (1) to continue emphasizing taxonomic research, (2) assess mechanisms responsible for changes in biodiversity, (3) assess the role of macroinvertebrates in ecosystem processes and function, (4) improve biomonitoring efforts beyond unimetric indices, (5) the need for an ecosystem perspective, and (6) establishing long-term studies. This special issue is an initial effort to advance our knowledge on freshwater macroinvertebrates in Latin America. Rev. Biol. Trop. 62 (Suppl. 2): 9-20. Epub 2014 April 01.

América Latina es una región bastante activa en cuanto a la investigación científica, en particular con respecto al estudio de macroinvertebrados de agua dulce. La presente es una introducción al número especial que incluye proyectos recientes en América Latina. Como parte de esta introducción, realizamos un análisis de la literatura publicada en los últimos 14 años, la cual tiene un aumento continuo en las publicaciones sobre macroinvertebrados. La mayoría de los estudios en el periodo 2000-2013 fueron realizados en Brasil, Colombia, Argentina, y Costa Rica; y se enfocaron en la taxonomía y temas relacionados con la biodiversidad y la distribución. Se observó una tendencia a publicar en revistas de bajo impacto, pero también se encontraron publicaciones de alto impacto. El número especial incluye 18 trabajos de ocho países. Los temas principales fueron ecología e historia natural de los macroinvertebrados acuáticos y su uso en la evaluación de impactos antropogénicos sobre los ecosistemas acuáticos. Usando la revisión y las publicaciones de este suplemento discutimos algunas necesidades de investigación para la región, principalmente: (1) continuar con los estudios taxonómicos, (2) determinar los mecanismos responsables por los cambios en biodiversidad, (3) evaluar el papel de los macroinvertebrados en los procesos ecológicos, (4) llevar los esfuerzos de biomonitoreo más allá de los métodos unimétricos, (5) implementar una visión de ecosistema, y (6) establecer estudios a largo plazo. Este suplemento representa un esfuerzo inicial para mejorar nuestro conocimiento sobre los macroinvertebrados de agua dulce de América Latina.

Functional feeding groups of aquatic insect families in Latin America: a critical analysis and review of existing literature

Aquatic macroinvertebrates are involved in numerous processes within aquatic ecosystems. They often have important effects on ecosystem processes such as primary production (via grazing), detritus breakdown, and nutrient mineralization and downstream spiraling. The functional feeding groups (FFG) classification was developed as a tool to facilitate the incorporation of macroinvertebrates in studies of aquatic ecosystems. This classification has the advantage of combining morphological characteristics (e.g., mouth part specialization) and behavioral mechanisms (e.g., way of feeding) used by macroinvertebrates when consuming resources. Although recent efforts have greatly advanced our ability to identify aquatic macroinvertebrates, there is limited information on FFG assignment. Furthermore, there has been some variation in the use of the FFG classification, in part due to an emphasis on using gut content analysis to assign FFG, which is more appropriate for assigning trophic guilds. Thus, the main goals of this study are to (1) provide an overview of the value of using the FFG classification, (2) make an initial attempt to summarize available information on FFG for aquatic insects in Latin America, and (3) provide general guidelines on how to assign organisms to their FFGs. FFGs are intended to reflect the potential effects of organisms in their ecosystems and the way they consume resources. Groups include scrapers that consume resources that grow attached to the substrate by removing them with their mouth parts; shredders that cut or chew pieces of living or dead plant material, including all plant parts like leaves and wood; collectors-gatherers that use modified mouth parts to sieve or collect small particles (<1mm) accumulated on the stream bottom; filterers that have special adaptations to remove particles directly from the water column; and predators that consume other organisms using different strategies to capture them. In addition, we provide details on piercers that feed on vascular plants by cutting or piercing the tissue using sharp or chewing mouth parts and consume plant liquids. We also provide a list of families of aquatic insects in Latin America, with an initial assignment to FFGs. We recommended caution when assigning FFGs based on gut contents, as it can provide misleading information. Overall, FFG is a very useful tool to understand the role of aquatic macroinvertebrates in stream ecosystems and comparisons among studies will benefit from consistency in their use. Rev. Biol. Trop. 62 (Suppl. 2): 155-167. Epub 2014 April 01.

Application of the BMWP-Costa Rica biotic index in aquatic biomonitoring: sensitivity to collection method and sampling intensity

The use of aquatic macroinvertebrates as bio-indicators in water quality studies has increased considerably over the last decade in Costa Rica, and standard biomonitoring methods have now been formulated at the national level. Nevertheless, questions remain about the effectiveness of different methods of sampling freshwater benthic assemblages, and how sampling intensity may influence biomonitoring results. In this study, we compared the results of qualitative sampling using commonly applied methods with a more intensive quantitative approach at 12 sites in small, lowland streams on the southern Caribbean slope of Costa Rica. Qualitative samples were collected following the official protocol using a strainer during a set time period and macroinvertebrates were field-picked. Quantitative sampling involved collecting ten replicate Surber samples and picking out macroinvertebrates in the laboratory with a stereomicroscope. The strainer sampling method consistently yielded fewer individuals and families than quantitative samples. As a result, site scores calculated using the Biological Monitoring Working Party-Costa Rica (BMWP-CR) biotic index often differed greatly depending on the sampling method. Site water quality classifications using the BMWP-CR index differed between the two sampling methods for 11 of the 12 sites in 2005, and for 9 of the 12 sites in 2006. Sampling intensity clearly had a strong influence on BMWP-CR index scores, as well as perceived differences between reference and impacted sites. Achieving reliable and consistent biomonitoring results for lowland Costa Rican streams may demand intensive sampling and requires careful consideration of sampling methods. Rev. Biol. Trop. 62 (Suppl. 2): 275-289. Epub 2014 April 01.

En Costa Rica el uso de macroinvertebrados acuáticos como bioindicadores de la calidad ambiental del agua ha aumentado considerablemente en la última década, y se han aplicado métodos estandarizados a nivel nacional. Sin embargo, aún existe controversia sobre la efectividad de los métodos de muestreo y su intensidad. En este estudio comparamos una metodología cualitativa y otra cuantitativa, en 12 sitios de nueve ríos localizados en la cuenca baja del río Sixaola, al sur de la vertiente del Caribe de Costa Rica. Muestras cualitativas fueron recolectadas con un colador durante un período de tiempo establecido y los macroinvertebrados fueron separados en el campo. En el muestreo cuantitativo se recolectaron diez muestras utilizando un Surber y los macroinvertebrados fueron separados en el laboratorio utilizando con esteroscopio. El colador produjo un número menor de individuos y familias que las muestras cuantitativas. Como resultado, la puntuación del índice biótico Biological Monitoring Working Party-Costa Rica (BMWP-CR) en cada sitio dependió del método. La categoría de calidad de agua con ese índice también diferió entre los dos métodos en 11 de los 12 sitios en 2005, y en 9 de los 12 sitios en 2006. La intensidad de muestreo claramente tuvo una fuerte influencia en los resultados del índice BMWP-CR, así como diferencias entre sitios de referencia y los sitios afectados. Debido a la coherencia en los resultados es posible aceptar el método cuantitativo pero con una cantidad prudente de repeticiones en estudios de biomonitoreo acuático.

Macroinvertebrados dulceacuícolas de la Isla del Coco, Costa Rica: especies y comparación con otras islas del Pacífico Tropical Oriental / Freshwater macroinvertebrates from Cocos Island, Costa Rica: species and comparison with other islands of the Eastern Tropical Pacific

Cocos Island is an oceanic island in the Eastern Pacific, at 496km from Cabo Blanco, Costa Rica. This 24km² island is surrounded by a protected marine area of 9 640km². It was declared National Park in 1978 and a World Heritage by UNESCO in 1997. Freshwater macroinvertebrate fauna was collected in 20 sites covering three rivers (Genio, Chatam and Sucio) and two creeks (Minuto and an unnamed creek behind the park rangers’ house). Tank bromeliads or phytotelmata were also examined for aquatic macroinvertebrates. Physicochemical parameters were determined in 13 study sites. Additionally, a comparison with other islands in the Eastern Tropical Pacific was conducted to determine the most important factors controlling the diversity in Tropical Pacific islands. A total of 455 individuals were collected belonging to 20 taxa (mostly identified to genus level) from 15 families of aquatic insects. Other macroinvertebrates such as Palaemonid shrimps, Hidrachnida and Oligochaeta were also collected. The family Staphylinidae (Coleoptera) was the most abundant, followed by Chironomidae (Diptera). Diptera was the order of insects with the highest taxonomic richness. A relationship between distance and the number of families was observed supporting the premises of the Theory of island Biogeography. This relationship was improved by correcting area by island elevation, indicating that mountainous islands had the richest faunas, potentially due to high cloud interception that feeds freshwater environments favoring the establishment of aquatic fauna. Physicochemical variables were similar in all sites, possibly due to the geology and the absence of significant sources of pollution on the island.

La Isla del Coco es una isla oceánica localizada en el Pacífico Tropical Oriental a unos 492km de Cabo Blanco. La isla cuenta con un área terrestre de 24km² y un área marina protegida de 9 640km². Fue declarada Parque Nacional en 1978 y Patrimonio de la Humanidad por la UNESCO en 1997. Se realizó una gira de recolecta del 22 de mayo al 12 junio 2008. Se recolectaron macroinvertebrados acuáticos en 20 tramos de tres ríos (Genio, Chatham y Sucio) y dos quebradas (Minuto y quebrada sin nombre atrás de estación de guarda parques). En 13 sitios se toma- ron parámetros fisicoquímicos. En total se recolectaron 455 individuos de 20 táxones de 15 familias de insectos acuáticos y otros macroinvertebrados. La familia Staphylinidae presentó la mayor abundancia seguida por Chironomidae, los dípteros fueron el orden con mayor riqueza taxonómica. Una relación entre distancia y número de familias se observó apoyando en parte la Teoría de Biogeografía de Islas. La relación mejoró al corregir área con elevación, indicando que islas montañosas tenían alta riqueza, posiblemente debido a la mayor intercepción de nubes que alimentan los ambientes dulceacuícolas que favorecen el establecimiento de la fauna acuática. Las variables ambientales fueron similares en todos los sitios.