Effects of insect and decapod exclusion and leaf litter species identity on breakdown rates in a tropical headwater stream

High species richness of tropical riparian trees influences the diversity of organic detritus entering streams, creating temporal variability in litter quantity and quality. We examined the influence of species of riparian plants and macroinvertebrate exclusion on leaf-litter breakdown in a headwater stream in the Luquillo Mountains of Puerto Rico. Leaf litter of Dacryodes excelsa (Burseraceae), Guarea guidonia (Meliaceae), Cecropia scheberiana (Moraceae), Manilkara bidentata (Sapotaceae), and Prestoea acuminata (Palmae) were incubated in litter bags in a pool of Quebrada Prieta. Fine mesh bags were used to exclude macroinvertebrates during leaf breakdown, and coarse mesh bags allowed access to decapod crustaceans (juvenile shrimps and crabs) and aquatic insects (mainly mayflies, chironomids, and caddisflies). D. excelsa and G. guidonia (in coarse- and fine-mesh bags) had significantly higher breakdown rates than C. scheberiana, M. bidentata, and P. acuminata. Breakdown rates were significantly faster in coarse-mesh bag treatments for all leaf types, thus indicating a positive contribution of macroinvertebrates in leaf litter breakdown in this headwater stream. After 42 days of incubation, densities of total invertebrates, mayflies and caddisflies, were higher in bags with D. excelsa and G. guidonia, and lower in P. acuminata, C. scheberiana y M. bidentata. Decay rates were positively correlated to insect densities. Our study highlights the importance of leaf identity and macroinvertebrate exclusion on the process of leaf litter breakdown in tropical headwater streams. Rev. Biol. Trop. 62 (Suppl. 2): 143-154. Epub 2014 April 01.

La gran variedad de especies vegetales junto a los ríos tropicales afecta la diversidad de detritos orgánicos que llegan a los arroyos, creando variaciones temporales en cantidad y calidad de hojarasca. Examinamos la influencia de las especies vegetales y de la exclusión de macroinvertebrados sobre la descomposición de hojarasca en la parte alta de un arroyo en las montañas Luquillo de Puerto Rico. Incubamos hojarasca de Dacryodes excelsa (Burseraceae), Guarea guidonia (Meliaceae), Cecropia scheberiana (Moraceae), Manilkara bidentata (Sapotaceae) y Prestoea acuminata (Palmae) en bolsas descomposición que colocamos en una poza de Quebrada Prieta. Usamos bolsas de malla fina para excluir los macroinvertebrados y de malla gruesa para permitir la entrada a crustáceos decápodos (camarones y cangrejos jóvenes) e insectos acuáticos (principalmente efemerópteros, quironómidos y tricópteros). D. excelsa y G. guidonia (en ambos tipos de malla) tuvieron tasas de descomposición más altas que C. scheberiana, M. bidentata y P. acuminata. La descomposición fue más rápida para todas las especies de hoja con la malla gruesa, resaltando el papel de los descomponedores en este hábitat. Tras 42 días de esta incubación, las densidades totales de invertebrados, efemerópteros y tricópteros fueron mayores en las bolsas con hojas de D. excelsa y G. guidonia, e inferiores en P. acuminata, C. scheberiana y M. bidentata. A mayor densidad de insectos hubo mayor tasa de descomposición. Nuestros resultados indican la importancia de la especie de las hojas y de la presencia de macroinvertebrados en el proceso de descomposición de hojarasca en partes altas de arroyos tropicales.

Mesohabitat indicator species in a coastal stream of the Atlantic rainforest, Rio de Janeiro-Brazil

The Mato Grosso is a typical Atlantic Forest stream located on the East coast of Brazil, approximately 70km from Rio de Janeiro city. From its source at about 800m a.s.l, the stream drains a 30km² area of the Northwestern part of the municipality of Saquarema, state of Rio de Janeiro and flows into the Saquarema Lagoon system. We hypothesized that fish species occupy distinct mesohabitats, with the prediction that their occurrences and densities differ among the microhabitats of riffles, runs and pools. A 250m-long stretch of the stream located in its uppermost part was selected for this study, where it becomes second-order. Mesohabitat description and their fish characterization were undertaken. Fish sampling was conducted by electroshocking and after their identification and counting, they were returned to the stream. For mesohabitat characterization, a Discriminant Function Analysis (DA) was applied. The total number of samples was estimated by the Zippin method and the recorded densities were used as an Indicator Species Analysis (ISA), followed by a Monte Carlo test for 1 000 permutations. The DA significantly separated the three predetermined mesohabitats (pool, riffle and run) (WL=0.13, F=187.70, p=0.001). We found five species of fishes, belonging to four families and three orders. The fishes Rhamdia quelen, Phalloceros harpagos, Pimelodella lateristriga and Astyanax taeniatus are indicators of the pool environment in the Mato Grosso stream, whereas Characidium cf. vidali is an indicator of the riffle environment. The Monte Carlo test detected non-random mesohabitat use only for P. lateristriga and A. taeniatus in the pools and for Characidium cf. vidali in the riffles. We concluded that the Mato Grosso stream contains three well-defined mesohabitats, with indicator species present in two of these mesohabitats. Rev. Biol. Trop. 58 (4): 1479-1487. Epub 2010 December 01.

El estudio se realizó en el Río Mato Grosso (22º55‘ S-42º35‘ W), donde se encontraron cinco especies de peces, pertenecientes a cuatro familias y tres órdenes. Teniendo en cuenta la distancia filogenética y la evidente diferencia morfológica externa entre ellos, nuestra hipótesis es que ellos ocupan distintos mesohabitats y que las ocurrencias y densidades difieren entre mesohabitats, previamente definidos como corriente, rápido y remanso. La colección de peces fue realizada por pesca eléctrica, los peces fueron identificados, contados y devueltos al arroyo. Para la caracterización de mesohabitats se aplicó un análisis de función discriminante (AD). El número total de ejemplares fue calculado por el método de Zippin y las densidades fueron utilizadas para un análisis de especies indicadoras (AIE), seguido de la prueba MonteCarlo para 1 000 permutaciones. Los tres mesohabitats fueron separados de manera significativa por AD (WL=0.13, F=187.70, p=0.00), siendo las especies Phalloceros harpagos, Pimelodella lateristriga, Rhamdia quelen y Astyanax taeniatus indicativas del ambiente de remanso, mientras que Characidium cf. Vidali del ambiente rápido. Podemos concluir que este arroyo presenta tres mesohabitats bien definidos con la presencia de especies indicadoras en estos dos mesohabitats.