Estudio de la diversidad taxonómica y funcional de los macroinvertebrados en un río de montaña Andino

Introducción: La estructura, diversidad taxonómica y diversidad funcional del ensamblaje de macroinvertebrados acuáticos son estimadores sensibles a las variaciones del medio circundante. El ambiente físico es un factor fundamental, donde el sustrato y la dinámica hidráulica modifican la disponibilidad de recursos, la estructuración, el funcionamiento de la comunidad y del ecosistema. Objetivo: Determinar la estructura, diversidad taxonómica y diversidad funcional del ensamblaje de macroinvertebrados bajo diferentes condiciones abióticas en el río Hato Laguna, tributario del Lago de Tota. Métodos: Se recolectaron 120 muestras biológicas en cuatro momentos de muestreos en dos tramos en el río. Se midieron in situ profundidad, velocidad del flujo, ancho de canal y rugosidad del sustrato. Los rasgos funcionales evaluados fueron: longitud corporal, forma corporal, tipo de respiración, movilidad, gremio trófico y grupos funcionales alimenticios. Resultados: Se identificaron un total de 38 taxones; los órdenes Diptera, Coleoptera y Trichoptera presentaron la mayor riqueza de familias y géneros. Hubo mayor abundancia de Orthocladiinae, Andesiops sp. y Simulium sp. en condiciones de alta velocidad del flujo en los tramos altos; Nectopsyche sp. fue abundante en los tramos bajos relacionados con menores velocidades y mayor ancho del canal. Según los índices de diversidad taxonómica se presentó variación por tramos y muestreos sin observarse tendencias. En los tramos altos, el gremio trófico MOPF (colectores), respiración por tegumento y tamaño del cuerpo pequeño fueron característicos. En los tramos bajos, el ensamblaje fue de tipo raspador con respiración por branquias y forma del cuerpo aplanada. La riqueza, divergencia y equidad funcional fueron mayores en el tramo alto. En el Análisis de Correspondencia Canónica, los mayores valores de ancho y velocidad se relacionaron con categorías adherido al sustrato y endobentónico, mientras que valores bajos de ancho y rugosidad se relacionaron con las categorías de forma del cuerpo aplanado, recurso alimentario micrófitas y tamaño del cuerpo máximo. Conclusiones: El sistema presentó variación en las condiciones abióticas, en la estructura, diversidad taxonómica y funcional de los macroinvertebrados. Se resalta el papel de la velocidad del flujo como una variable determinante de la estructura y función del ensamblaje de macroinvertebrados. Asimismo, se destaca la diversidad funcional como una expresión de los rasgos descritos, por lo cual se relaciona en los tramos altos con la dominancia de taxones como Orthocladiinae, Chironominae, Simulium sp.y Andesiops sp.

Introduction: The structure, taxonomic diversity and functional diversity of the aquatic macroinvertebrate assemblages are estimators sensitive to variations in the surrounding environment. The physical environment is a key factor, where the substrate and hydraulic dynamics modify the availability of resources, the structuring, the functioning of the community and the ecosystem. Objective: Determine the structure, taxonomic diversity and functional diversity of the macroinvertebrate assemblages under different abiotic conditions in the Hato Laguna river, a tributary of Lake Tota. Methods: 120 biological samples were collected in four sampling events in two reaches in the river. Depth, flow velocity, channel width and roughness of the substrate were measured in situ. The functional traits evaluated were: body length, body shape, type of breathing, type of locomotion, trophic guild and functional feeding groups. Results: A total of 38 taxa were identified; Diptera, Coleoptera and Trichoptera orders presented the highest abundance of families and genera. Orthocladiinae, Andesiops sp. and Simulium sp. were more abundant groups under high-velocity conditions in the upper reaches. Nectopsyche sp. was abundant in the lower sections related to lower velocity and greater channel width. According to the taxonomic diversity indices, variation by reaches and samplings was presented without observing trends. In the upper reaches, the MOPF trophic guild (collectors), in tegument respiration, and small body size were characteristic. In the lower reaches, the assembly was of the scraper type with gill breathing and flattened body shape. The richness, divergence and functional evenness were higher in the upper reaches. In the Canonical Correspondence Analysis, the highest values of width and speed were related to categories attached to the substrate and endobenthic, while low width and roughness were related to the categories of flattened body shape, microphytes food resource, and maximum body size. Conclusions: The system presented a variation in the abiotic conditions, in the structure, taxonomic and functional diversity of the macroinvertebrates. The role of the flow velocity as a determining variable of the structure and function of the community is highlighted. Likewise, functional diversity stands out as an expression of the described traits, which is why it is related in the upper reaches with the dominance of taxa such as Orthocladiinae, Chironominae, Simulium sp. and Andesiops sp.

Feeding preferences in aquatic invertebrates associated to Egeria densa in a tropical high-mountain lake

Introduction: The benthic fauna of the littoral zone in lakes is important in transferring energy to other trophic levels, habitat coupling, and helping to keep habitat stability. The study of this type of interactions in lentic systems is priority, since functional aspects about biological communities are unknown. Objective: Describing the trophic relations of aquatic invertebrates of the littoral zone in a tropical high mountain lake by characterizing gut content and stable isotope analysis of δ13C and δ15N. Methods: Samples of benthic invertebrates were collected in the littoral zone of the Lago de Tota where Egeria densa was present using a handheld net method. Samples were processed in the laboratory, organisms were identified, counted and weighed. Gut contents and δ13C and δ15N stable isotopes analysis were performed as well. Results: Records of the trophic relations of aquatic invertebrates, which live in the littoral in high mountain lentic ecosystem in the Neotropics are shown. The analysis of gut contents distinguished seven food items, microphytes and MOPF were the most frequent, and through the stable isotopes analysis (δ15N) we identified four trophic levels, among resources (macrophytes and POM), and consumers (detritivores, herbivores, and predators). The two upper trophic levels concentrated greater diversity and biomass. Conclusion: Most of the organisms studied were linked to omnivorous habits, evidenced in a wide spectrum of food items in their diet. The δ15N values show an enrichment, which occurs due to the effects of the tendency towards eutrophication of the system or due to unknown values of protozoa and bacteria that plays a fundamental role in the diet of these organisms, besides the δ13C values reported in organisms consumes, allows us to suggest an affinity with native resources of the littoral zone.

Introducción: La fauna béntica de la zona litoral de los lagos constituye un vínculo importante en el acoplamiento de hábitats, dinamizando los procesos de transferencia de materia y energía, y con ellos la estabilidad del sistema. El estudio de este tipo de interacciones en sistemas lénticos es prioritario, ya que existen vacíos de información sobre aspectos funcionales que involucran a las comunidades biológicas. Objetivo: Describir las relaciones tróficas de invertebrados acuáticos de la zona litoral de un lago de alta montaña tropical mediante caracterización de contenidos estomacales y análisis de isótopos estables de δ15N y δ13C. Métodos: Se colectaron muestras en la zona litoral del Lago de Tota, asociadas con la presencia de Egeria densa utilizando una red portátil. Las muestras se procesaron en el laboratorio donde los organismos se identificaron, contaron y pesaron. También se realizaron análisis de contenido estomacal e isótopos estables δ13C y δ15N. Resultados: Presentamos registros sobre hábitos tróficos de invertebrados acuáticos de litoral para ecosistemas lénticos de alta montaña del Neotrópico. El análisis de contenido estomacal permitió distinguir siete ítems alimenticios, donde los micrófitos y la MOPF fueron los recursos más frecuentes y el análisis de isótopos estables permitió identificar cuatro niveles tróficos, un nivel basal que hace referencia a los recursos (Macrófitos, MOP) y consumidores detritívoros, herbívoros y depredadores. Los dos niveles tróficos superiores concentraron mayor diversidad y biomasa. Conclusión: La mayor parte de los organismos estudiados fueron vinculados con hábitos omnívoros, evidenciado en un amplio espectro de ítems alimenticios en su dieta. Los valores de δ15N muestran un enriqueciendo que puede deberse a la tendencia del lago hacia la eutroficación o por valores desconocidos de protozoos y bacterias que pueden estar jugando un rol fundamental en la dieta de estos organismos, adicionalmente los valores de δ13C reportados en los organismos consumidores nos permiten sugerir una afinidad hacia recursos propios de la región litoral.

Bacterias nitrificantes cultivables de la zona limnética del lago de Tota, Boyacá / Cultivable nitrifying bacteria of the limnetic zone of Tota lake, Boyacá, Colombia

RESUMEN Las actividades de producción piscícola en el Lago de Tota, Boyacá aumentan las concentraciones de amonio y de nitrato, nutrientes que están acelerando los procesos de eutrofización. Entre las comunidades microbianas que regulan la entrada de nitrógeno alóctono figuran las bacterias nitrificantes y la determinación de su abundancia en los ecosistemas es una medida de bioindicación de contaminación. El objetivo del estudio fue cuantificar y caracterizar bioquímicamente las bacterias nitrificantes cultivables de la zona limnética del lago. Para medir la abundancia, se usó la técnica de número más probable (NMP). Las muestras fueron tomadas en los sectores Lago Chico y Lago Grande, en zonas limnéticas, con actividad piscícola y sin intervención. Se midieron variables físicas y químicas in situ y se determinó la concentración de nutrientes en el laboratorio. Las mayores cuantificaciones de bacterias nitrificantes, se registraron en el periodo de baja precipitación y en el área de influencia de piscicultura. El grupo de bacterias oxidantes de amonio (BOA) y oxidantes de nitritos (BON) fue menor en la zona central de lago Grande respecto a zonas de piscifactorías de Hato Laguna y El Túnel. Se obtuvieron 14 aislamientos de bacterias nitrificantes, identificando los géneros Nitrosomonas spp. y Nitrobacter spp. Los cambios en la abundancia de BOA, se relacionaron con la alcalinidad, mientras que los valores de BON, se correlacionaron con la conductividad eléctrica y el nitrógeno inorgánico disuelto. Una mayor abundancia de bacterias nitrificantes, se registró en las zonas limnéticas del lago, afectadas por la actividad piscícola, asociado al aumento de nutrientes disuelto en la columna de agua.

ABSTRACT Fish production activities in Lake Tota, Boyacá are increasing concentrations of ammonium and nitrate, nutrients that are accelerating eutrophication processes. Some of the microbial communities that regulate the entry of allochthonous nitrogen are nitrifying bacteria, and the determination of their abundance in ecosystems is a measure of pollution bioindication. The objective of the study was to quantify and biochemically characterize the cultivable nitrifying bacteria of the limnetic zone of Lake Tota. The most probable number technique (MPN) was used to measure abundance. The samples were taken in the Lago Chico and Lago Grande sectors, in limnetic areas with fish activity and without intervention. Physical and chemical variables were measured in situ and the concentration of nutrients in the laboratory was determined. The highest quantifications of nitrifying bacteria were recorded in the area of influence of fish farming. The group of ammonium oxidizing bacteria (BOA) and nitrite oxidants (BON) was smaller in the central area of Lago Grande compared to fish farms in Hato Laguna and El Túnel. 14 isolates of nitrifying bacteria were obtained, genera Nitrosomonas spp. and Nitrobacter spp. Changes in BOA abundance were related to alkalinity, while BON values correlated with electrical conductivity and dissolved inorganic nitrogen. A greater abundance of nitrifying bacteria was recorded in the lake's limnetic areas affected by fish farming activity, associated with the increase in nutrients dissolved in the water column.

Morfología funcional del fitoplancton en un lago de alta montaña tropical: Lago de Tota (Boyacá-Colombia) / Functional morphology of phytoplankton in a tropical high mountain lake: Tota Lake (BoyacáColombia)

ResumenLa morfología funcional corresponde a las respuestas de adaptación a los cambios en el medio ambiente. En fitoplancton, rasgos como el desarrollo de mucílago, vesículas de aceite, filamentos y variación en la relación superficie/ volumen, permiten enfrentar la sedimentación, optimizar la captación lumínica y de nutrientes. El objetivo del presente estudio fue evaluar la relación entre los rasgos y la variación de las condiciones físicas y químicas en el lago de Tota (Boyacá, Colombia). Para esto, se realizaron diez muestreos mensuales entre octubre 2013 y julio 2014. Se midieron el pH, conductividad eléctrica, temperatura, oxígeno disuelto, saturación de oxígeno, alcalinidad y dureza total del agua. Además se recolectaron muestras para la cuantificación en laboratorio de Nitrógeno Total Kjeldahl y Fósforo Total. Las algas se obtuvieron en diferentes profundidades según la transparencia Secchi. Se caracterizó la composición taxonómica y se estimó la abundancia por el método de sedimentación en cámaras. Se midieron los rasgos morfológicos de cada taxa según la correspondencia a modelos geométricos, se clasificaron en grupos funcionales basados en morfología (GFBM) y se calculó su biomasa expresada como biovolumen. Las variables fueron evaluadas mediante Análisis de Componentes Principales, que incluyó el efecto espacio-temporal y fue interpretado según la variación en el nivel del agua. Mediante Análisis de Correspondencia Canónica se estableció la relación entre el biovolumen del fitoplancton acumulado en categorías de forma y las variables ambientales. La ordenación mostró que las condiciones limnológicas son influenciadas por cambios estacionales, principalmente representadas por el porcentaje de saturación de oxígeno, la transparencia Secchi, el NTK, la dureza y la alcalinidad. Se encontraron cuatro GFBM: IV, V, VI y VII, siendo los GFBM IV y VII, los más representativos. El ACC fue significativo (Test de Monte-Carlo, p<0.05). En conclusión, la respuesta morfológica y funcional del fitoplancton del lago de Tota esta condicionada principalmente por la variabilidad a corto plazo, en la transparencia, el fósforo, el nitrógeno, la dureza y la conductividad eléctrica, que son afectados por los cambios estacionales en el nivel del lago.

AbstractFunctional morphology corresponds to adaptive responses to changes in the environment. In phytoplankton, traits such as the development of mucilage, oil vesicles, filaments and variation in the surface/volume ratio, allow algae to deal with sedimentation, optimizing light and nutrient uptake. The aim of this research was to evaluate the relationship between traits and variation in physical and chemical conditions in Tota Lake (Boyacá, Colombia). For this, ten samplings were undertaken in a monthly basis between October 2013 and July 2014. We measured water pH, conductivity, temperature, dissolved oxygen, oxygen saturation, alkalinity and total hardness; we also quantified Total Kjeldahl nitrogen and Total phosphorus. Algae were collected at different depths according to Secchi transparency. Taxonomic composition and abundance were estimated by the chamber sedimentation method. Morphological traits were measured for each taxa according to geometric models, allowing traits classification into morphologically based functional groups (MBFG) and having algae biomass expressed as biovolume. The variables were evaluated through Principal Components Analysis, which included time-space effect and it was interpreted according to variation in water level. Through Canonical Correspondence Analysis we established the relationship between phytoplankton biovolume accumulated in form categories and environmental variables. The ordination showed that limnological conditions are influenced by seasonal changes, which are mainly represented by oxygen saturation percentage, Secchi transparency, TKN, hardness and alkalinity. Four MBFG were found: IV, V, VI and VII, being MBFG IV and VII the most representatives. ACC was significant (Monte-Carlo Test, p<0.05). In conclusion, the morphological and functional response of phytoplankton in Tota Lake is driven by short-term variability in transparency, phosphorus, nitrogen, hardness, and electrical conductivity, which are all affected by seasonal changes in the lake level.

Respuestas del oooplancton en un sistema tropicl (embalse la chapa, Colombia) con alta tensión ambiental / Zooplankton Responses in a Tropical System (La Chapa Reservoir, Colombia) with Environmental Stress

Los procesos de transformación ambiental que se dan en la actualidad en un marco de cambio climático, generan modificaciones en los ecosistemas y comunidades biológicas, ?cómo responden las poblaciones a estos factores de tensión?, ?qué efectos se darían sobre la diversidad taxonómica y ecológica? Se analizó la variación de la composición taxonómica y estructura del zooplancton en función de los cambios ambientales en un reservorio tropical ubicado a 6° 02' 18" N y 73° 29' 16" O. Semanalmente se realizaron muestreos en la zona limnética del sistema durante cuatro meses que abarcaron los periodos seco, de transición y de alta precipitación. Se estableció un alto grado de variabilidad temporal asociada al poco tiempo de retención hidráulica estimado en ocho días. Se registraron nueve especies en el zooplancton, entre ellas Keratella tropica tropica y Thermocyclops decipiens que fueron las más abundantes y constantes. Los valores de diversidad H' y riqueza S hallados se consideran bajos, lo que corresponde a una comunidad poco madura vinculada a un ambiente físico fluctuante, evidenciado en los elevados coeficientes de variación de la conductividad eléctrica y la transparencia Secchi. La fluctuación del volumen del sistema en lapsos cortos de tiempo, genera cambios significativos en la expresión física del sistema con efecto directo sobre la composición y estructura del zooplancton. En general el modelo de respuesta del zooplancton en este reservorio, se ajusta a los supuestos de la hipótesis de disturbio intermedio.

Processes of environmental transformation that currently occur in the climatic change context generate changes in ecosystems and biological communities. ?how populations respond to these stressors? ?what effects could occur on taxonomic and ecological diversity? The taxonomic composition and structure of the zooplankton was analyzed with relationship to environmental changes in a tropical water reservoir located at 6° 02' 18" N and 73° 29' 16" W. During four months, samples were taken weekly covering stations of low, medium, and high precipitation. A high degree of temporal variability was established, it associated with a short hydraulic retention time estimated at eight days. Nine species of zooplankton were collected, of which Keratella tropica tropica and Thermocyclops decipiens were the two most abundant and constant species. Found values of H' diversity and S richness were considered low, corresponding to a little mature community associated with a fluctuating physical environment and supported by high variation coefficients of electrical conductivity and Sechhi disk transparency. Drastic variations on the system volume in short time lapses generate important changes in the physical expression of system with a direct effect on composition and structure of the zooplankton. In general, the response model of the zooplankton in the reservoir according to the statement by the intermediate disturbance hypothesis.

CAMBIOS EN LA ESTRUCTURA DE LA POBLACIÓN DE Boeckella gracilis (CRUSTACEA, CENTROPAGIDAE) EN EL PLANCTON DEL LAGO DE TOTA, BOYACÁ - COLOMBIA / Changes Of The Population Structure Of Boeckella gracilis (Crustacea, Centropagidae) In The Plankton From Lago de Tota, Boyaca - Colombia

Se realizó un seguimiento a la población de Boeckella gracilis Daday, 1902 en el lago de Tota, Boyacá, Colombia , durante seis meses con periodicidad quincenal a partir de mayo de 2004. La densidad poblacional fue de 11.968 Ind.m-3 en promedio y expresó un incremento progresivo hasta el final del estudio que corresponde a época de fuertes lluvias en la zona y aguas altas en el lago. Los machos adultos dominaron en densidad y biomasa, constituyendo el 32,5% y el 35,8% de la población, respectivamente. La fecundidad promedio se estimó en 0,32 huevos por hembra. En la época de aguas altas se presentó un aumento de la actividad reproductiva evidenciado por el incremento de la fecundidad y el mayor número de copepoditos. Con base en el análisis de componentes principales, la transparencia, el pH y el oxígeno disuelto fueron las variables determinantes de la expresión temporal del hábitat. El comportamiento de la biomasa de la población se asoció positivamente con la variación de la densidad de los adultos y copepoditos y negativamente con la concentración de oxígeno disuelto en el lago.

The population of Boeckella gracilis Daday, 1902 of the lago de Tota, Boyacá, Colombia , was studied during a period of six months forthnightly starting in May 2004. The population density with a mean of 11.968 nd.m-3 showed a progressive increase to the end of the period of study corresponding to high values of rain intensity in the region and high water level of the lake. Mature males dominated in density and biomass, achieving 32.5% and 35.8% respectively. Fecundity indicated a mean of 0.32 eggs for female. In the period of high water level an increase of the reproductive activity occured and was evidenced by the increment on fecundity and the highest copepodite density. The analysis of main components showed that transparency, pH and dissolved oxygen were the decisive variables for the temporal expression of the habitat. Biomass variation was positively associated to adult and copepodit density variation and negatively related to oxygen dissolved concentration in the lake.