Ecological studies of mayflies (Insecta, Ephemeroptera): Can sampling effort be reduced without losing essential taxonomic and ecological information? / Estudos ecológicos com Ephemeroptera (Insecta): O esforço amostral pode ser reduzido sem perder informações ecológicas e taxonômicas?

ABSTRACT The present study evaluated the potential for the reduction of sampling effort in studies of ephemeropteran nymphs in Brazilian Amazon streams, Pará State, Brazil, without the loss of ecological information (species composition, abundance, and richness), and the congruence of different levels of taxonomic resolution (morphospecies, genus, family and functional group). Test groups of 15, 10 and five subsamples were selected from the 20 subsamples collected per stream (40 streams sampled), and were compared in terms of their species richness and abundance (ANOVA), and composition (Procrustes). Taxonomic resolution was also analyzed in Procrustes. Species abundance (F(3, 156) = 25.426; p < 0.001) and richness (F(3, 156) = 13.866, p < 0.001) varied significantly among sample groups, while the results of the 15-S group were statistically similar, in both cases, to those of the 20-S group. A similar pattern was found for species composition. The genus-level taxonomic resolution produced results 99% similar to those found for the species-level data. The results indicate that the reduction in sampling effort from 20 to 15 subsamples per site and a genus-level taxonomic resolution would not affect the reliability of analyses significantly. A reduction of five samples per site would result in a decrease of effort in the field and the amount of material to be processed, reducing laboratory time. In addition to a reduction in the time and resources needed to identify specimens, the adoption of a genus-level taxonomic resolution could help minimize errors of under- or over-estimation in the processing of the results.

RESUMO O presente estudo avaliou o potencial para redução do esforço amostral em estudos com ninfas de Ephemeroptera em igarapés amazônicos, no estado do Pará, Brasil, sem perder informações ecológicas (composição de espécies, abundância e riqueza), além de verificar se existe congruência entre diferentes níveis de resolução taxonômica (morfoespécie, gênero, família e grupo funcional). Grupos reduzidos de 15, 10 e cinco subamostras de um controle de 20 amostras de cada um dos 40 igarapés amostrados, foram comparados quanto a riqueza de táxons e abundância (ANOVA) e composição (Procrustes). A resolução taxonômica também foi avaliada através do Procrustes. A abundância (F(3, 156) = 25,426; p < 0,001) e riqueza (F(3, 156) = 13,866, p < 0,001) variaram significativamente entre os grupos de amostras, porém, os resultados tanto de riqueza quanto de abundância dos grupos 15-S foram estatisticamente similares aos de 20-S. O mesmo padrão foi encontrado para riqueza de espécies. A resolução taxonômica a nível de gênero obteve 99% de congruência com a de morfoespécie. Esses resultados indicam que a diminuição de 20 subamostras para 15, e a redução da identificação de morfoespécie para gênero não afetaria a significância das análises. A redução de cinco amostras por local de coleta poderia resultar em uma diminuição do esforço em campo e do material para ser processado em laboratório, reduzindo o tempo de triagem e identificação. Ainda, para reduzir tempo e recursos financeiros gastos para coleta e identificação dos organismos, a identificação apenas a nível genérico poderia minimizar erros de sub ou super estimativa no processamento dos resultados.

Relações comprimento-massa seca para estimativa de biomassa de insetos aquáticos tropicais / Dry length-mass relations for estimating biomass of tropical aquatic insects

Para avaliar o funcionamento dos ecossistemas aquáticos, atributos biológicos e características ambientais devem ser analisados. Dentre os diversos atributos biológicos possíveis de serem medidos para este fim, os Grupos Funcionais Alimentares (GFAs) vem sendo usados por representar aspectos de vida dos invertebrados aquáticos – como distribuição entre níveis tróficos, escolha de habitat e comportamento. Para o uso dos GFAs são necessárias informações sobre a preferência alimentar dos animais e o cálculo da biomassa de cada grupo. No entanto, a maioria dos estudos vêm utilizando abundância dos organismos ao invés de biomassa. O uso de dados de abundância dos organismos não é adequado como indicador de produtividade do habitat, pois ao considerar a contagem de indivíduos, não se considera a energia acumulada em cada nível trófico. As regressões comprimento-massa seca são amplamente utilizadas em estudos ecológicos em todos o mundo para estimar a biomassa de macroinvertebrados de água doce. O objetivo desta dissertação foi calcular as relações de comprimento–massa seca de insetos aquáticos, que podem ser utilizadas para entender a distribuição de energia, o funcionamento e para a determinação da condição ecológica dos ecossistemas aquáticos. Foram realizadas coletas em diferentes épocas do ano, em locais com diferentes graus de impacto, substratos e altitudes, em todas as regiões hidrográficas do Estado do Rio de Janeiro. Esta variabilidade permitiu que as regressões comprimento-massa seca, pudessem ser aplicadas também em níveis taxonômicos mais altos, como família e ordem. Foram calculadas regressões de potência comprimento-massa seca para 18 gêneros, 13 famílias e 6 ordens...

Biological traits and environmental parameters can be used as a proxy to assess the functioning of aquatic ecosystems. Among the several possible biological attributes that can be measured for this purpose, the Functional Feeding Groups (FFGs) approach is widely used because it represents many aspects of a life cycle of the aquatic invertebrates, such as the distribution of energy among trophic levels, the choice for habitats and their behavior. In order to use FFG information, one must know organisms´ feeding preference and calculate the biomass allocated in each group. However, most studies have been using the abundance of organisms instead of data on biomass. The use of abundance of organisms to calculate the percentage of FFGs is not an adequate approach because it does not include an estimate of the energy stored in each trophic level. Estimating biomass through regressions length-dry mass is a good cost-effective method and have been used around the globe. The aim of the present study was to calculate the relationship length- dry mass of aquatic insects. This information is helpful to assess the functioning and the ecological condition of aquatic ecosystems. Aquatic insect samples were taken at different seasons, substrates and altitudes, in sites representing different degrees of impairment in all hydrographic regions of the Rio de Janeiro State...