Eunotia (Bacillariophyceae) from a subtropical stream adjacent to Iguaçu National Park, Brazil, with the proposition of a new species / Eunotia (Bacillariophyceae) de um riacho subtropical adjacente ao Parque Nacional do Iguaçu, Brasil, com a proposta de uma espécie nova

Abstract: Eunotia species from a stream located in the surrounding area of the Iguaçu National Park conservation unit were analyzed. Samples were monthly collected from September 2012 to August 2013. The periphytic material, manually obtained by squeezing aquatic macrophytes, was oxidized and analyzed under light and scanning electron microscopy. Twenty-one infrageneric taxa of Eunotia were identified, measured, and illustrated. Eunotia caniculoides sp. nov. is proposed as a new species, and eight taxa are new records for Paraná state.

Resumo: Espécies de Eunotia Ehrenberg de um ambiente lótico localizado em área adjacente à unidade de conservação Parque Nacional do Iguaçu foram analisadas. As coletas foram realizadas mensalmente de setembro de 2012 a agosto de 2013. O material perifítico obtido do espremido manual de macrófitas aquáticas foi oxidado e analisado sob microscopia óptica e eletrônica de varredura. Vinte e um táxons de Eunotia foram identificados, medidos e ilustrados. Eunotia caniculoides sp. nov. é proposta como uma nova espécie e oito táxons constituem novos registros para o estado do Paraná.

Migración vertical de fitoplancton en el lago de Atitlán, Guatemala / Vertical migration of phytoplankton in lake Atitlan

La migración vertical es el movimiento que realiza el fitoplancton en la columna de agua como parte de su ciclo de vida o como resultado de condiciones medioambientales. En el presente estudio, se analizó la migración del fitoplancton durante julio del 2015 y febrero del 2017, para comprender el comportamiento del fitoplancton durante el día. Para esto, se realizaron muestreos de 24 h, registrando parámetros fisicoquímicos in situ y tomando muestras de fitoplancton a distintas profundidades (0, 5, 10, 15, 20 y 30 m) en diferentes momentos (5:00, 8:00, 12:00, 16:00, 19:00 y 22:00 h). Los grupos taxonómicos más diversos fueron las diatomeas (Bacillariophyta) y las algas verdes (Chlorophyta); y los géneros más abundantes fueron Aulacoseira sp. y Ceratium sp. Durante el 2015 se registraron 17 géneros pertenecientes a cinco grupos taxonómicos, se observó una disminución de las poblaciones de diatomeas en el tiempo y un aumento de cianobacterias alrededor de medio día y dinoflagelados en horas de la noche y en zonas más profundas. En el 2017 se registraron 20 géneros, con una dominancia mayor de 75% de diatomeas. Las abundancias de algas quebradizas, algas verdes y dinoflagelados permanecieron estables temporal y espacialmente y las cianobacterias presentaron una baja abundancia. En general, la variación espacio-temporal del fitoplancton en ambos años, se debe a las condiciones ambientales al momento del muestreo, siendo el fotoperiodo, la temperatura y la radiación solar las que determinaron su distribución.

The diel vertical migration of phytoplankton is the movement algae do in the water column as part of their lifecycle or as a result of environmental conditions. In this study we evaluate the diel vertical migration of phytoplankton in a 24-hour period in July 2015 and February 2017, to understand the vertical migration of phytoplankton in the lake. A 24-hour monitoring was carried out, recording in situ physicochemical parameters and collecting phytoplankton samples at different depths (0, 5, 10, 15, 20 and 30 m) and at different times of the day (5:00, 8:00, 12:00, 16:00, 19:00 and 22:00 hours). The most diverse taxonomic groups were diatoms (Bacillariophyta) and green algae (Chlorophytas), and the most abundant algae were Aulacoseira sp. and Ceratium sp. In July 2015, 17 genera were registered, belonging to five taxonomic groups. During the 24- hour period evaluation a decrease in the population of diatoms was registered, also an increase of cyanobacteria around midday and an increase in dinoflagellates in the evening and night at higher depths. In February 2017, 20 genera were registered, with a dominance above 75% of diatoms. The populations of Charophytes, green algae and dinoflagellates kept stable during the day and at different depths, and cyanobacteria presented a very low abundance. In general, the observed behavior of the phytoplankton in the sampled periods was due to existing environmental conditions, particularly the photoperiod, temperature and the radiation.

Composition and distribution of diatom assemblages from core and surface sediments of a water supply reservoir in Southeastern Brazil / Composição e distribuição das diatomáceas de perfil sedimentar e sedimentos superficiais em reservatório de abastecimento no Sudeste do Brasil

Fresh water biodiversity is an increasing concern due to growing human impact. Herein, we report a long-term survey (ca. 90 years) of sedimentary diatoms and the modern flora from surface sediments and their biodiversity changes along a eutrophication gradient. Study was carried out in one of the most important water supply reservoirs (Guarapiranga Reservoir) of São Paulo Metropolitan Region, Brazil. Results are based on 75 core subsamples (subfossil assemblages from core) previously dated by 210Pb and 14 samples from surface sediments (modern assemblages). Overall, 84 taxa were reported, belonging to 30 genera, 71 species and eight non-typical varieties, besides five probable new taxa. Results expanded two new additions for the Brazilian diatom flora (Chamaepinnularia submuscicula and Stauroneis acidoclinata) and 30 infrageneric taxa for the state of São Paulo. 47.6% of total taxa inventoried were accounted exclusively for the subfossil assemblages indicating a significant biodiversity change over time. Access to past oligotrophic conditions and to contemporary mesotrophic regions of the Guarapiranga Reservoir accounted for these new additions representing 25% of the total diatom flora. Decline in the total species number along the trophic state gradient occurred for subfossil and modern assemblages. This pattern was even clearer when considering the changes in species richness over time.Eunotia with 21 taxa was the far most represented genera particularly in the oligotrophic phase. During the transitional period (1947-1974), richness gradually declined. With the onset (in the 1970s) and the major eutrophication period (since ca. 1990) occurred a drastic reduction in richness and the replacement of oligotrophic to eutrophic species. Human management also caused abrupt changes in richness. Marked decline occurred (1933) assotiated with hydrological impacts (water discharge increase) with the initial use of the reservoir as a public water supply. Unlike, sudden increase occurred probably associated with the application of algaecide to control cyanobacterial blooms. Present findings highlight the need for surveying the diatom assemblages in protected environments or in less degraded conditions for biodiversity assessment. Furthermore, reinforce the use of paleolimnological approach as in many cases the only tool to assess biodiversity changes encompassing time scales relevant to human-induced degradation and pre-anthropogenic impacts.

A biodiversidade de águas continentais vem se tornando uma preocupação crescente devido ao grande aumento do impacto antropogênico nesses ambientes. Nosso objetivo foi documentar o inventário e a mudança da biodiversidade das comunidades de diatomáceas subfósseis ao longo de 90 anos e das diatomáceas recentes de sedimentos superficiais ao longo de um gradiente de eutrofização. O estudo foi realizado em um dos mais importantes reservatórios de abastecimento público (represa Guarapiranga) da Região Metropolitana de São Paulo, Brasil. Baseou-se na análise de 75 subamostras de um perfil sedimentar (comunidades subfósseis) previamente datado pelo 210Pb e em 14 amostras de sedimento superificial (comunidades recentes). Ao todo, identificamos 84 táxons, distribuídos em 30 gêneros, 71 espécies e oito variedades não típicas, além de cinco prováveis novidades taxonômicas. Os resultados acresceram duas novas citações para a flórula diatomológica do Brasil (Chamaepinnularia submuscicula e Stauroneis acidoclinata) e 30 táxons infragenéricos para o Estado de São Paulo. Desse total, 47,6% foram identificados exclusivamente para as comunidades subfósseis indicando uma mudança significativa da biodiversidade ao longo do tempo. O acesso ès condições oligotróficas pretéritas e ès regiões mesotróficas recentes da represa foi responsável pelas novas adições que representaram 25% do total da diatomoflórula. Declínio do número total de espécies ao longo do gradiente de estado trófico foi observado para as comunidades de diatomáceas subfósseis e modernas. Esta tendência foi ainda mais evidente com base na alteração da riqueza de espécies ao longo do tempo. Eunotia com 21 táxons foi o gênero mais representado particularmente na fase oligotrófica da represa. Durante o período de transição (1947-1974) houve diminuição gradativa da riqueza. Com o início da eutrofização (década de 1970) e do período de maior eutrofização (desde 1990) ocorreu drástica redução da riqueza e substituição de espécies oligotróficas por eutróficas. Mudanças abruptas de riqueza de diatomáceas também foram observadas devido ao manejo da represa. Declínio marcado ocorreu (1933) associado a impactos hidrológicos (aumento da vazão) com o início do uso do reservatório para abastecimento público. De forma diferente, aumento repentino de riqueza ocorreu associado è aplicação de algicida para controlar as florações de cianobactérias. Os presentes resultados salientam a necessidade de levantamentos das comunidades de diatomáceas de ambientes protegidos ou em condições menos degradadas em estudos que visem o acesso è biodiversidade. Ademais, reforçam o uso da paleolimnologia como a única ferramenta, em muitos casos, que possibilita avaliar as mudanças da biodiversidade em escalas relevantes para acessar a degradação induzida pelo homem e períodos pré-impactados.

Epiphytic diatoms (Diatomeae) from Piraquara II urban reservoir, Paraná state / Diatomáceas epifíticas (Diatomeae) no reservatório urbano Piraquara II, estado do Paraná

Abstract We conducted a taxonomical study of epiphytic diatoms on the macrophytes Polygonum hydropiperoides, Ludwigia peruviana and Alternanthera philoxeroides collected in the mesotrophic reservoir Piraquara II flooded in 2009, located in the state of Paraná. A total of 135 infrageneric taxa were identified, among them five at generic level and other five are first records to the state. We provided illustration, valve metrics, meristics limits and taxonomic reference for each taxon. Also, life forms and species frequency are given. The most frequent diatoms totalized 15.3% of total identified taxa and sporadic species represented 54.7%. Achnanthidium minutissimum (Kützing) Czarnecki and Brachysira neoexilis Lange-Bertalot occurred in more than 90% of analyzed samples. Among the very frequent diatoms we found other species included in Achnantidium, Fragilaria and Eunotia. The solitary Discotella stelligera (Cleve & Grunow) Houk & Klee and the short chain Aulacoseira tenella (Nygaard) Simonsen are free living species that entangle among diatoms from the biofilm.

Resumo Realizamos um estudo taxonômico das diatomáceas epifíticas nas macrófitas: Polygonum hydropiperoides, Ludwigia peruviana e Alternanthera philoxeroides, coletadas no reservatório Piraquara II, uma represa urbana mesotrófica inundada em 2009, localizado no estado do Paraná. Um total de 135 táxons infragenéricos foi determinado, entre os quais cinco foram citações pioneiras para o Estado. Ilustrações, limites métricos, merísticos e referências taxonômicas para cada táxon foram providenciadas. Também, dados sobre formas de vida e frequência das espécies foram adicionados. As diatomáceas mais frequentes totalizaram 15,3% dos táxons determinados e as espécies esporádicas representaram 54%. Achnanthidium minutissimum (Kützing) Czarnecki and Brachysira neoexilis Lange-Bertalot ocorreram em mais de 90% das amostras analisadas. Dentre as diatomáceas muito frequentes encontram-se outras espécies de Achnanthidium, Fragilaria e Eunotia. Discostella stelligera (Cleve & Grunow) Houk & Klee, uma diatomácea solitária, e Aulacoseira tenella (Nygaard) Simonsen, com cadeias curtas, são espécies livres que se emaranham entre as diatomáceas do biofilme.

Periphytic diatoms as bioindicators in a tropical stream: from urban to rural environments / Diatomáceas perifíticas como bioindicadores em um córrego tropical: do ambiente urbano para o rural

Urbanization and agriculture alter expressively the physical and chemical variables of lotic habitats, especially streams, causing negative effects to the biota of these environments. This study aimed to (i) evaluate the spatial and seasonal variations in the structure of periphytic diatom assemblage in a stream under urban influence in its headwaters, and rural influence, in the rest of its course, and (ii) select diatom species as bioindicators of urban and rural stretches. Three sampling sites were set along the stream according to its longitudinal gradient. The structure of the periphytic diatom assemblage presented differences in spatial scale, differing substantially between the urban and rural habitats. There was a higher influence of nutrients (orthophosphate (PO4) and total nitrogen (TN)) on the distribution of the assemblage. Therefore, the use of the assemblage of periphytic diatoms as environmental bioindicator indicated spatial differences along the riverine areas, from the agriculture environment to the urbanized environment.

A urbanização e a agricultura modificam expressivamente as variáveis físicas e químicas de habitats lóticos, principalmente em córregos, provocando efeitos negativos na biota destes ambientes. O objetivo deste estudo foi avaliar as variações espaciais e sazonais (estiagem e chuva) na estrutura da assembleia de diatomáceas perifíticas, de acordo com o gradiente urbano-rural em um córrego, apontar os principais fatores controladores desta assembleia, bem como selecionar as espécies de diatomáceas bioindicadoras dos trechos urbanos e rurais. Foram estabelecidos três pontos de coleta - cabeceira, intermediário e foz, obedecendo a um gradiente longitudinal. A estrutura da assembleia de diatomáceas perifíticas apresentou diferenças em escala espacial, diferindo substancialmente entre as zonas urbanas e rurais. Houve maior influência dos nutrientes (ortofosfato (PO4) e nitrogênio total (TN)) sobre a distribuição desta assembleia. Portanto, utilizando a assembleia de diatomáceas perifíticas como bioindicador ambiental foi possível comprovar as diferenças espaciais ao longo das áreas ribeirinhas, desde ambiente agrícola até ambiente urbanizado.

Periphytic diatom as bioindicators in urban and rural streams / Diatomáceas perifíticas como bioindicadores em córregos urbanos e rurais

Periphytic diatoms were sampled from two streams, one located in an urban area and the other located in a rural area, in Maringá, State of Paraná, Brazil. In addition to temporal variability, differences in the assemblage structure between streams were evaluated and correlated with physical and chemical characteristics. Six samples of periphytic diatoms were collected from each stream from July 2007 to June 2008. The streams differed in abiotic factors and in relation to the structure of diatom assemblages and the spatial scale was more important than the temporal scale (ANOVA, p ≥ 0.05; non-metric multidimensional scaling (NMS) stress = 13.73, p = 0.009). The Procrustes analysis (m 2 = 0.7607 and p = 0.0001) showed that variables with the greatest influence on the assemblage structure of diatoms were total nitrogen (TN), electrical conductivity, dissolved oxygen (DO), chemical oxygen demand (COD), biochemical oxygen demand (BOD5) and flow. These results indicate that abiotic variables modified by the land-use had greater influence on the community structure of diatoms than seasonal changes in abiotic variables.

Diatomáceas perifíticas foram amostradas em dois córregos, um localizado na zona urbana e outro na zona rural, situados em Maringá, Paraná, Brasil. Foram avaliadas as diferenças na estrutura da comunidade entre os córregos, relacionando-as às características físicas e químicas, bem como a variabilidade temporal. Seis amostras de diatomáceas perifíticas foram coletadas ao longo de cada córrego, de julho de 2007 a junho de 2008. Os córregos diferiram tanto em relação aos fatores abióticos como em relação à estrutura da comunidade de diatomáceas, e a escala espacial foi mais importante do que a escala temporal (ANOVA, p ≥ 0,05; NMS ­ estresse = 13,73; p = 0,009). A análise de Procrustes (m2 = 0,7607 e p = 0,0001) mostrou que as variáveis com maior influência sobre a estrutura da comunidade de diatomáceas nos córregos estudados foram o nitrogênio total (NT), condutividade, oxigênio dissolvido (OD), demanda química do oxigênio (DQO), demanda bioquímica de oxigênio (DBO5) e velocidade da água. Os resultados indicam que as variáveis abióticas, alteradas pelo uso do solo, tiveram maior influência sobre a estrutura da comunidade de diatomáceas perifíticas do que a variação das condições abióticas devido às estações do ano.

Diatomáceas perifíticas em Potamogeton polygonus Cham. & Schltdl.: citações pioneiras para o estado do Paraná / Periphytic diatoms on Potamogeton polygonus Cham. & Schltdl.: first records from Paraná State

Diatomáceas perifíticas em Potamogeton polygonus Cham. & Schltdl.: citações pioneiras para o Estado do Paraná. Realizou-se o estudo taxonômico das diatomáceas perifíticas associadas à macrófita aquática Potamogeton polygonus. Espécimes da macrófita foram coletados em fevereiro, maio e novembro/2005 e março/2006, em uma lagoa artificial e no rio Salto Amazonas, ambos localizados em fazendas no município de General Carneiro, Paraná. Baseados na análise de lâminas permanentes com material perifítico oxidado registraram-se cento e quarenta e sete táxons, sendo 55 exclusivos do ambiente lêntico, 34 exclusivos do ambiente lótico e 58 observados em ambos locais. As famílias mais representativas foram Eunotiaceae (13,6 por cento), Pinnulariaceae (11,6 por cento) e Naviculaceae (9,6 por cento). Os gêneros com maior número de espécies e variedades foram Eunotia com 20 táxons e Pinnularia com 17. O estudo contribuiu com 18 novas citações para o Estado do Paraná.

Periphytic diatoms on Potamogeton polygonus Cham. & Schltdl.: first records from Paraná State. A taxonomic study of periphytic diatoms associated to aquatic macrophyte Potamogeton polygonus was carried out. Specimens were collected on February, May and November/2005 and March/2006, in an artificial lagoon and in the Salto Amazonas river, located at General Carneiro, Paraná State. Based on the analysis of permanent slides with cleaned periphytic samples, one hundred and forty-seven taxa had been registered, 55 diatoms were exclusive of the lentic environment, 34 of the lotic environment and 58 occurred on both ones. The most representative families were Eunotiaceae (13.6 percent), Pinnulariaceae (11.6 percent) and Naviculaceae (9.6 percent). The genera with greater number of species and varieties were Eunotia with 20 taxa and Pinnularia with 17. The study contributed with 18 new registers to the state, and was pioneer to document forms of diatom attachment on aquatic macrophyte of systems lotic and lentic in the Paraná state.