Diversity patterns of aquatic macroinvertebrates in a tropical high-Andean catchment

Introduction: Glacierised catchments are remote and hostile environments, in which streams from different water sources (e.g., glacier melt, rain/snowmelt, groundwater) converge, creating a complex mosaic of stream sites with varying levels of glacial influence and environmental conditions. This environmental heterogeneity, in turn, influences the assemblage and composition of aquatic communities and produces complex patterns of species diversity at the catchment scale. Objectives: In this contribution, we assessed biodiversity and community composition of aquatic macroinvertebrate communities from 51 stream site types in a glacierised catchment in the tropical Andes. The aim of our study was to: (1) determine diversity, rarity, commonness and spatial distribution patterns of aquatic macroinvertebrate communities from sites with different water sources, and (2) identify which environmental variables influence the density and presence of macroinvertebrate taxa and, in particular, of the subfamilies of the ubiquitous chironomids. Methods: Our study sites were grouped according to their water source and to their percentage of glacier coverage in the catchment (GCC). At each site we sampled aquatic macroinvertebrates, measured environmental variables and assessed community differences and environmental influence with ordination analyses and generalized linear models. Results: Kryal and mixed sites had an important proportion of rare taxa. Mean richness was highest in the mixed sites and lowest in the sites with the highest glacier cover; while sites with an intermediate percentage of glacier cover, had the highest values of α and β diversity. We found that 13 taxa (15.9%) were common to all stream site types. SIMPER analysis showed that Orthocladiinae, Hyalella sp. and Andesiops sp. contributed the most to the dissimilarity between site types (˃ 45% of cumulative contribution). RDA showed that kryal sites were associated with high turbidity and density of Podonomids, and with low temperature, amount of CPOM and densities of both Anomalocosmoecus sp. and Andesiops sp. Orthocladinae was associated with high current velocity and chlorophyll a concentration, whereas Hyalella sp. had a positive relationship with higher pH and streambed stability. Generalized linear models showed that GCC was the main variable explaining all faunal metrics. Current velocity explained macroinvertebrate abundance, water temperature was related to chironomid density and chlorophyll a influenced Orthocladiinae presence-absence. Conclusions: Our results suggest that by favoring the presence of rare taxa and taxa turnover, glacier influence may increase biodiversity in glacierised catchments. In terms of biodiversity conservation, this study confirms an urgent need to increase knowledge of high-Andean stream biodiversity, especially in highly heterogenous glacierised catchments, to better describe regional biodiversity patterns and community composition of these highly vulnerable freshwater ecosystems. Detailed analyses of benthic communities and development of databases are key for conservation strategies. Water management municipalities and/or enterprises should consider water quality and stream types for more sustainable management of these important ecosystems.

Introducción: Las cuencas glaciares son entornos remotos y hostiles, en los que los arroyos de diferentes fuentes de agua (p.ej., deshielo de glaciares, lluvia/deshielo, agua subterránea) convergen, creando un mosaico complejo de tramos con diferentes niveles de influencia glacial y condiciones ambientales. Esta heterogeneidad ambiental influye, a su vez, en el ensamblaje y composición de las comunidades acuáticas y produce complejos patrones de diversidad a la escala de la cuenca. Objetivos: En esta contribución, evaluamos la biodiversidad y composición de comunidades de macroinvertebrados acuáticos en 51 sitios de una cuenca glaciar en los Andes tropicales. Los objetivos de nuestro estudio fueron: (1) determinar la diversidad, la contribución de taxones raros y comunes y los patrones de distribución espacial de las comunidades de macroinvertebrados acuáticos en sitios con diferentes fuentes de agua, y (2) identificar qué variables ambientales influyen en la densidad y presencia de taxones de macroinvertebrados y, en particular, de las subfamilias de los omnipresentes quironómidos. Métodos: Agrupamos a nuestros sitios de estudio según su fuente de agua y su porcentaje de cobertura de glaciar en la cuenca (GCC). En cada sitio donde muestreamos macroinvertebrados acuáticos, medimos variables ambientales y evaluamos las diferencias entre comunidades y la influencia ambiental con análisis de ordenación y modelos lineales generalizados. Resultados: Los sitios kryal y mixtos tuvieron una proporción importante de taxones raros. La riqueza media fue más alta en los sitios mixtos y más baja en los sitios con mayor cobertura glaciar; mientras que los sitios con un porcentaje intermedio de cobertura glaciar tuvieron los valores más altos de diversidad α y β. Encontramos que 13 taxones (15,9%) fueron comunes a todos los tipos de sitios de estudio. El análisis SIMPER mostró que Orthocladiinae, Hyalella sp. y Andesiops sp. contribuyeron más a la disimilitud entre tipos de sitios (˃ 45% de la contribución acumulada). El RDA mostró que los sitios kryal estaban asociados con alta turbidez y densidad de podonómidos, y con baja temperatura, cantidad de CPOM y densidad de Anomalocosmoecus sp. y Andesiops sp. Orthocladinae se asoció con una alta velocidad de corriente y concentración de clorofila a, mientras que Hyalella sp. tuvo una relación positiva con pH más alto y estabilidad del lecho del río. Los modelos lineales generalizados mostraron que GCC fue la variable principal para explicar todas las métricas de fauna. La velocidad de corriente explicó la abundancia de macroinvertebrados, la temperatura del agua estuvo relacionada con la densidad de los quironómidos y la clorofila influenció la presencia-ausencia de Orthocladiinae. Conclusiones: Nuestros resultados sugieren que, al favorecer la presencia de taxones raros y la rotación de taxones, la influencia de los glaciares puede aumentar la biodiversidad en cuencas con influencia glaciar. En términos de conservación de la biodiversidad, este estudio confirma la necesidad urgente de incrementar el conocimiento de la biodiversidad en arroyos de la región altoandina, especialmente en cuencas glaciares altamente heterogéneas, para describir mejor los patrones de biodiversidad regional y la composición de las comunidades en estos ecosistemas altamente vulnerables. Análisis detallados de las comunidades bentónicas y el desarrollo de bases de datos son claves para diseñar estrategias de conservación. Los municipios y/o empresas administradoras de agua deben considerar la calidad del agua y los tipos de arroyos para una gestión más sostenible de estos importantes ecosistemas.

Distribution and conservation of Aniba Aubl. (Lauraceae Jussieu) species in Brazil / Distribuição e conservação das espécies de Aniba Aubl. (Lauraceae Jussieu) no Brasil

Abstract: This study conducts a biogeographical review of Aniba in Brazil, including its actual and potential distribution, and a review on the species conservation status. The potential distribution of each Aniba species was modeled using the Brazilian Plants and Fungi Biogeography system, which is interconnected with the SpeciesLink network. A consensus model based on up to five algorithms was used to model the potential distribution of each species. The endemism, conservation status and rarity of each species in Brazil were also analyzed. A total of 3059 records of 30 Brazilian Aniba species were found. In total, 16.1% of the records were excluded because of the lack of valid names, and 53.4% were excluded because of the lack of georeference and name of the person who identified the record. The consensus model showed good results for species with 20 or more pixels. The other species had many errors, and their models could only be used to determine new areas for collections. Nine species were endemic to Brazil, and only three species showed no indicator of rarity. The geographical distribution of Brazilian Aniba species shows a predominantly Amazonian pattern. Only four species are not actually found in the Amazon. Some Amazonian species may also be found in Atlantic Forest areas, and many other species have the potential to live there. Our results indicate that only three species have no conservation problems, whereas 14 species have conservation problems, and 13 other species require further population studies to be best evaluated.

Resumo: Este estudo objetiva apresentar uma revisão biogeográfica de Aniba no Brasil, incluindo a distribuição real e potencial, além de uma revisão sobre o estado de conservação das espécies. A distribuição potencial de cada espécie de Aniba foi modelada através do sistema Biogeografia da Flora e Fungos do Brasil (Biogeo), interligado à Rede SpeciesLink que integra em tempo real dados primários de coleções científicas com os quais foram estabelecidas a distribuição real das espécies. Um modelo de consenso, baseado em até cinco algoritmos, foi usado para modelar a distribuição potencial de cada espécie. Também foram analisadas a situação de endemismo no Brasil, o estado de conservação e raridade de cada espécie. Foram encontrados 3059 registros de 30 espécies de Aniba no Brasil. Em média houve uma perda 16,1% dos registros por falta de nomes válidos e 53,4% dos registros por falta de georreferenciamento e identificador. A avaliação do modelo consenso mostrou bons resultados para as espécies com 20 ou mais pixels, as demais espécies apresentaram muitos erros; sendo que seus modelos servem apenas para orientar novas áreas para coletas. Nove espécies são endêmicas do Brasil. Apenas três espécies não apresentaram nenhum indicador de raridade. A distribuição geográfica das espécies de Aniba no Brasil mostra um padrão predominante amazônico. Apenas quatro espécies não possuem ocorrência conhecida na Amazônia. Algumas espécies amazônicas também podem ser encontradas em áreas da Mata Atlântica e muitas outras apresentam potencial para ocorrer lá. Nossos resultados indicam que apenas três espécies não possuem nenhum problema referente à conservação, 14 espécies possuem problemas e 13 outras espécies necessitam de mais estudos populacionais para melhor serem avaliadas.

Spatial and temporal distribution of stream macroalgae in a tropical river basin / Distribuição espacial e temporal de macroalgas de riachos em uma bacia tropical

Spatial and temporal distribution of stream macroalgae in streams from southeastern Brazil were assessed for one year. The fluctuations in macroalgal species composition and environmental factors were monitored monthly. The region exhibit a tropical climate, with defined rainy and dry seasons. Nineteen species were found, with a predominance of Chlorophyta (52.7% of the species), followed by Cyanobacteria (26.3%), Ochrophyta and Rhodophyta (10.5% each). Scytonema arcangeli had the highest number of records (63.6%), while Mougeotia capucina occurred in all sampling sites. Community structure had low similarity (20-26%) and the environmental factors showed a weak contribution to the distribution pattern observed. Despite this, the light availability at the stream-bed seems to be a major influence on the macroalgal seasonal dynamics. We suggest that macroalgae communities are predominantly composed of rare species, and this could explain the lack of a clear spatial and temporal variation pattern of these organisms.

A distribuição espacial e temporal das macroalgas lóticas em riachos do sudeste do Brasil foram avaliadas por um ano. As flutuações na composição de espécies de macroalgas e fatores ambientais foram monitorados mensalmente. A região apresenta um clima tropical, com estações chuvosas e secas definidas. Dezenove espécies foram encontradas, com predomínio de Chlorophyta (52,7% das espécies), seguido por Cianobactérias (26,3%), Ochrophyta e Rhodophyta (10,5% cada). Scytonema arcangeli teve o maior número de registros (63,6%), enquanto Mougeotia capucina ocorreu em todos os pontos de amostragem. A estrutura da comunidade teve baixa similaridade (20-26%) e os fatores ambientais mostraram uma fraca contribuição para o padrão de distribuição observado. Apesar disso, a disponibilidade de luz no leito do riacho parece ser de grande influência sobre a dinâmica sazonal de macroalgas. Nós sugerimos que as comunidades de macroalgas são predominantemente compostas por espécies raras, e isso poderia explicar a falta de um padrão claro de variação espacial e temporal desses organismos.

Foraging behavior and diet of the vulnerable Cinereous Warbling-finch Poospiza cinerea (Aves, Emberizidae) / Comportamento de forrageamento e dieta do vulnerável capacetinho-do-oco-do-pau Poospiza cinerea (Aves, Emberizidae)

The Cinereous Warbling-finch Poospiza cinerea is a globally vulnerable Emberizidae passerine, patchily distributed and rare in the open savannah of central South America. Attributes of rare species include niche specificity such as feeding habits. To verify possible niche specialization in this species we aimed to describe its foraging habits related to substrate use, foraging and substrate height, attack maneuvers, and consumed food items. We monitored two groups at two study sites and sampled foraging events with intervals of 15 minutes. The substrates used in greater frequency were foliage and reproductive organs. Foraging and substrate height varied widely with study area. The attack maneuver adopted in greater frequency was glean. Most food items attacked were small invertebrates. Big invertebrates included Lepidoptera, Hemiptera, Coleoptera, Hymenoptera and Orthoptera. Poospiza cinerea was also recorded foraging in mixed bird flocks with seven other species. The generalist foraging behavior of the species cannot be associate to its rarity.

O capacetinho-do-oco-do-pau Poospiza cinerea é um passeriforme da família Emberizidae globalmente vulnerável, irregularmente distribuído e raro no Cerrado do centro da América do Sul. Atributos de espécies raras incluem especificidades de nicho tais como hábitos de forrageamento. Para verificar possível especialização de nicho dessa espécie, buscamos descrever seu comportamento de forrageamento relacionado a uso de substrato, altura de forrageamento e do substrato, manobras de ataque e itens alimentares consumidos. Nós monitoramos dois grupos em duas áreas de estudo e amostramos eventos de forrageamento com intervalos de 15 minutos. Os substratos utilizados em maior frequência foram folhagem e órgãos reprodutivos. Alturas de forrageamento e dos substratos variaram amplamente com a área de estudo. A manobra de ataque adotada em maior frequência foi respigar. A maioria dos itens alimentares foi pequenos invertebrados. Grandes invertebrados incluíram Lepidoptera, Hemiptera, Coleoptera, Hymenoptera e Orthoptera. Poospiza cinerea foi registrado forrageando em bandos mistos com outras sete espécies. O comportamento de forrageamento generalista da espécie não pode ser associado com sua raridade.

Índices complementares para o estudo de uma representação social a partir de evocações livres: raridade, diversidade e comunidade / Complementary indexes to study a social representation from free evocations data: rarity, diversity and community / Índices adicionales para el estúdio de una representación social con evocaciones: rareza, diversidad y comunidad

Este artigo visa apresentar, com exemplos empíricos, três índices calculáveis a partir de dados de evocações livres. Dois desses índices foram elaborados por Flament e Rouquette (2003) e indicam o grau de diversidade e de raridade das evocações. O terceiro índice permite o estudo da proporção de elementos comuns a dois corpora de evocações, por isso foi nomeado de índice de comunidade. A partir desses três indicadores, é possível ter informações sobre o grau de compartilhamento social de cada objeto, seu nível de idiossincrasia e a proporção de comunidade entre dois corpora. Essas informações, quando associadas a outras técnicas, podem ser úteis para uma melhor compreensão da relação população-objeto.

This paper aims at presenting three indexes that can be calculated from free evocation data. Two of those indexes were elaborated by Flament and Rouquette (2003), and they indicate the diversity and rarity degrees of evocations. The third index allows for the study of the proportion of elements common to two evocation corpora. From these three indicators it is possible to have information about the degree of social sharing of each object, their idiosyncrasy level and the community proportion between two corpora. When associated with other techniques, such information might be useful for a better understanding of the population-object relationship.

Este artículo tiene como objetivo presentar, con ejemplos empíricos, tres índices estimados a partir de datos de evocaciones libres. Dos de estos índices fueron desarrollados por Flament y Rouquette (2003) e indican el grado de diversidad y rareza de las evocaciones. El tercer índice permite estudiar la proporción de elementos comunes a los dos corpora de evocaciones, por lo que fue llamado el índice de la comunidad. A partir de estos tres indicadores es posible tener información sobre el grado de participación social de cada objeto, su nivel de la idiosincrasia y la proporción de comunidad entre los dos corpora. Esta información, cuando se combina con otras técnicas, puede ser útil para una mejor comprensión de la relación población-objeto.

Amphibians and reptiles from a highly diverse area of the Caatinga domain: composition and conservation implications / Anfíbios e répteis de uma área altamente diversa do domínio Caatinga: composição e implicações para conservação

We surveyed the herpetofauna from the Complex of Planalto da Ibiapaba (CPI), CE, Brazil, during two years, using five sampling methods and information available in the literature. The amphibians are represented by 38 species distributed into nine families. The reptiles found summed 84 species, distributed into 25 families. Most amphibians collected exhibited wide occurrence along CPI, where we recorded 24 species (63.2 percent), which occurred at least in 60 percent of the sampled environments. Reptiles showed a different pattern, since 52 species (62.6 percent) had a restricted distribution (up to two environments). Sixteen species out of 25 considered as rare in CPI are restricted to relict moist forests. We also applied a rarity-vulnerability index to determine the most susceptible species. Pristimantis sp., Adelophryne baturitensis Hoogmoed, Borges, and Cascon, 1994, Pseudopaludicola sp. (aff. saltica), Scinax fuscomarginatus (A. Lutz, 1925), and Odontophrynus carvalhoi Savage & Cei, 1965 were the most vulnerable amphibians in CPI. Reptiles showed a more diverse range in the scale of rarity with 40 species considered vulnerable. Among the vulnerable reptiles Leposoma baturitensis Rodrigues & Borges, 1997, Bothrops sp. (gr. atrox), Atractus ronnie Passos, Fernandes & Borges-Nojosa, 2007, Apostolepis sp. (gr. pimy), and Mesoclemmys perplexa Bour & Zaher, 2005 were the rarest species found in the whole complex of Ibiapaba mountain range. Results indicate that about 70 percent of the species found in Ceará are present in this complex. Also, CPI is the area of the Caatinga biome with the highest species richness, including rare and threatened species.

A herpetofauna do Complexo do Planalto da Ibiapaba (CPI), CE, Brasil, foi estudada durante dois anos, usando cinco métodos de amostragem e informação disponível na literatura. Os anfíbios estavam representados por 38 espécies distribuídos em nove famílias. Os répteis encontrados somaram 84 espécies, distribuídos em 25 famílias. A maioria dos anfíbios coletados apresentou ampla ocorrência ao longo do CPI, sendo 24 espécies (63,2 por cento) ocorrendo em pelo menos 60 por cento dos ambientes amostrados. Répteis tiveram um padrão diferente uma vez que 52 espécies (62.6 por cento) tiveram uma distribuição restrita (até dois ambientes). Dezesseis das 25 espécies consideradas como rara no CPI são restritas as áreas de floresta úmida relictuais. Foi aplicado um índice de raridade/vulnerabilidade para determinar as espécies mais susceptíveis. Pristimantis sp., Adelophryne baturitensis Hoogmoed, Borges, and Cascon, 1994, Pseudopaludicola sp. (aff. saltica), Scinax fuscomarginatus (A. Lutz, 1925) e Odontophrynus carvalhoi Savage & Cei, 1965 foram os anfibios mais vulneráveis no CPI. Répteis mostraram uma variação mais diversa na escala de raridade com 40 espécies consideradas vulneráveis. Entre os répteis vulneráveis Leposoma baturitensis Rodrigues & Borges, 1997, Bothrops sp. (gr. atrox), Atractus ronnie Passos, Fernandes & Borges-Nojosa, 2007, Apostolepis sp. (gr. pimy) e Mesoclemmys perplexa Bour & Zaher, 2005 foram as espécies mais raras na encontradas ao longo do Complexo do Planalto da Ibiapaba. Os resultados indicam que aproximadamente 70 por cento dos répteis encontrados no Ceará estão presentes nesse complexo. O CPI é também a área do Bioma Caatinga com a maior riqueza de espécies, incluindo espécies raras e ameaçadas.

Variación florística de especies arbóreas a escala local en un bosque de tierra firme en la Amazonia colombiana / Floristic variation of canopy tree species at a local scale on tierra firme forests in Colombian Amazonia

El presente estudio se llevó a cabo en cinco hectáreas de una parcela permanente establecida en el Parque Nacional Amacayacu, Amazonia colombiana. En éste, se evaluó el efecto de la variación ambiental y la configuración espacial sobre los patrones florísticos de las especies arbóreas (DAP>10 cm) a escala local en un bosque de tierra firme. Se estudió la variación florística y ambiental en cuadrantes de 20x20 m. Adicionalmente, se consideraron diferentes categorías de abundancia (total, alta, media y baja). Se utilizó el Análisis de Correspondencia Linealizado y el Análisis de Correspondencia Canónica, seguido de una partición de la variación, para cuantificar la magnitud a la cual el ambiente y la limitación en dispersión determinan la variación florística. La fracción espacial, representando procesos de autocorrelación como la limitación en dispersión, se analizó mediante dos métodos: Asumiendo un polinomio de tercer grado y por el método de Coordenadas Principales de Matrices Vecinas (PCNM). La diversidad beta de la parcela fue baja. El PCNM aparece como el método de análisis más apropiado para estudios a esta escala. Las diferencias florísticas explicadas a lo largo de la parcela de 5-ha fueron principalmente asociadas con procesos biológicos como la limitación en dispersión. La mayor parte de la variación florística, no obstante, no fue explicada por las variables ambientales o espaciales consideradas. En conclusión, estos resultados sugieren que procesos aleatorios son determinantes esenciales de la variación espacial de las especies arbóreas a escala local en tierra firme en los bosques en el Parque Nacional Amacayacu.

This study was carried out in a 5-ha permanent plot established in the Amacayacu National Park, Colombian Amazonia. We assessed the extent at which floristic patterns of tree species were determined by either the environmental variation or the spatial configuration in tierra firme forests. Floristic and environmental variation was assessed on quadrants of 20x20 m. To run the analysis, four different categories of abundance (all, high, medium and low) were considered. We used Detrended Correspondence Analysis and Canonical Correspondence Analysis, followed by a variation partitioning, to analyze the patterns of species distribution in order to quantify the role played by both environmental filtering and dispersal limitation. The spatial template, which represents dispersal limitation, was evaluated in two different ways: using a third degree polynomial and using the Principal Coordinates of Neighbour Matrix (PCNM) method. Beta diversity was relatively low within the plot. PCNM appears as the most appropriate method to analyze the spatial template at this scale. The floristic differences explained along the 5-ha plot were mainly associated to biological processes, such as dispersal limitation. The largest proportion of community variation in our dataset was unexplained by either environmental or spatial data. In conclusion, these results support random processes as the major drivers of the spatial variation of tree species at a local scale on tierra firme forests in the Amacayacu National Park.