Chironomidae (Diptera) species diversity of estuaries across a land use gradient on the Caribbean coast of Costa Rica / Diversidad de especies de Chironomidae (Diptera) de estuarios en un gradiente de uso de suelo en la costa Caribe de Costa Rica

Abstract The family Chironomidae (Diptera) is the most widely distributed, most diverse, and often the most abundant of all families of benthic macroinvertebrates in aquatic ecosystems, including estuaries and other coastal marine ecosystems. Chironomid assemblages are likely to provide a useful measure of biotic integrity in estuaries of Costa Rica, which lack an intensive estuarine bioassessment tool to support environmental monitoring and regulatory programs. We characterized the taxonomic composition of Chironomidae, tested a Chironomidae Index of Biotic Integrity (CIBI) developed from extrinsic pollution tolerance values for its efficacy in evaluating the surface water quality and physical habitat, and made recommendations for increasing the sensitivity of the CIBI to detect differing degrees of stress across a range of estuaries in Costa Rica. Specifically, we selected nine estuaries within six different watersheds across a land use gradient located on the Caribbean coast of Costa Rica and collected Chironomidae surface-floating pupal exuviae (SFPE) samples biannually for two consecutive years (July 2012, Jan. 2013, July 2013, Jan. 2014). We identified 228 morphospecies and 70 genera from 17 071 Chironomidae pupal exuviae collected from nine estuaries, which ranked in the following order from lowest to highest biotic integrity based on CIBI scores: Estero Negro, Laguna Cuatro, Laguna Jalova, Laguna del Tortuguero, Río Parismina, Laguna Barra del Colorado, Río Pacuare, Río Bananito, and Río Estrella. The CIBI successfully differentiated between estuaries with poor versus good biotic integrity, indicating that CIBI could be used to evaluate the surface water quality and physical habitat of Costa Rican estuaries. We recommend that future studies refine our approach by developing regionally accurate genus and corresponding species-level tolerance values to improve the sensitivity of the CIBI for biological monitoring of Costa Rican estuaries. Rev. Biol. Trop. 66(3): 1118-1134. Epub 2018 September 01.

Resumen La familia Chironomidae (Diptera) es la más ampliamente distribuida, más diversa y a menudo, la más abundante de todas las familias de macroinvertebrados bentónicos en ecosistemas acuáticos, incluyendo estuarios y otros ecosistemas marinos. Probablemente, los ensambles de quironómidos proporcionen una medida útil de integridad biótica en estuarios de Costa Rica, los cuales carecen de una herramienta de evaluación biológica que respalde programas de monitoreo ambiental y programas regulatorios. Caracterizamos la composición taxonómica de Chironomidae, probamos un Índice de Integridad Biótica de Chironomidae (CIBI) desarrollado a partir de valores de tolerancia de contaminación extrínseca, por su eficacia en evaluar la calidad de la superficie del agua y el hábitat físico. Además, realizamos recomendaciones para incrementar la sensibilidad del CIBI para detectar diferentes grados de estrés en un rango de estuarios en Costa Rica. Específicamente, seleccionamos nueve estuarios dentro de seis cuencas diferentes a lo largo de un gradiente de uso de suelo en la costa Caribe de Costa Rica y recolectamos muestras de las exuvias pupales que flotan en la superficie (SFPE) por dos años consecutivos (Julio 2012, Enero 2013, Julio 2013, Enero 2014). Identificamos 228 morfoespecies y 70 géneros de 17 071 exuvias de pupas de Chironomidae recolectadas en nueve estuarios, los cuales se clasificaron en el siguiente orden de menor a mayor integridad biótica basado en los valores del CIBI: Estero Negro, Laguna Cuatro, Laguna Jalova, Laguna del Tortuguero, Río Parismina, Laguna Barra del Colorado, Río Pacuare, Río Bananito, y Río Estrella. El CIBI diferenció eficazmente entre estuarios con integridad biótica pobre versus buena, indicando que el CIBI puede ser usado para evaluar la calidad de la superficie del agua y el hábitat físico de estuarios de Costa Rica. Recomendamos que estudios futuros refinen nuestro planteamiento desarrollando valores de tolerancia de géneros precisos regionalmente y niveles correspondientes de especies para mejorar la sensibilidad del CIBI para el monitoreo de estuarios de Costa Rica.

Pupas Podonominae (Diptera: Chironomidae) de los ríos altoandinos tropicales / Podonominae pupae (Diptera: Chironomidae) from the tropical high Andean rivers

Resumen Podonominae es una subfamilia de Chironomidae cuyos estados inmaduros habitan ríos y arroyos fríos. En América del Sur, la mayoría de las especies han sido reportadas solamente para la subregión Andina/Patagónica. Sin embargo, el conocimiento de su diversidad en áreas tropicales es aún escaso. Estudiamos la riqueza de géneros y morfotipos de pupas y exuvias pupales Podonominae (Diptera: Chironomidae) en los ríos altoandinos de Colombia, Ecuador y Perú y se discutió su distribución geográfica en el área de estudio. Los especímenes fueron recolectados entre 2004 - 2011 en 197 puntos de muestreo, 17 cuencas hidrográficas por encima de los 2 000 msnm. Durante la estación seca, muestras bentónicas y de deriva fueron tomadas en diferentes sustratos. Reconocimos tres géneros:Podonomopsis,ParochlusyPodonomus,con uno, nueve y 14 morfotipos respectivamente. Sólo seis de ellos fueron claramente determinados como especies previamente descritas.Podonomopsisestuvo representado sólo por una especie,P. illiesi, encontrado únicamente en ríos altos de Perú (más de 3 500 msnm). La abundancia y riqueza de morfotipos deParochlusfueron las altas en ríos de Ecuador y Colombia (P.incaicus,Parochlussp. 1 yParochlussp. 2 fueron las especies más comunes). Por el contrario,Podonomusfue más diverso y abundante en ríos de Perú (P. caranqui,P. fittkauiyP. fastigiansfueron las especies más comunes).Encontramos un claro patrón de distribución de morfotipos en el gradiente latitudinal. Primero, se confirmó una evidente disminución en la riqueza de morfotipos en relación a los Andes del Sur. Segundo, se encontraron especies comoPodomopsisilliesi,PodonomusfittkauiyPodomusfastigiansque solamente estuvieron presentes en Perú, pero no en Ecuador y Colombia. Para estas especies, la Depresión de Huancabamba (6°S Latitud, Norte de Perú), pudo representar una importante barrera en su dispersión hacia latitudes más bajas. También se presenta una clave taxonómica para la determinación de géneros y morfotipos.

Abstract The Podonominae is a subfamily of Chironomidae which immature stages inhabit cold streams and brooks. In South America, most of the species have been reported only from the Andean/Patagonian subregion. However, the knowledge of its diversity from high tropical areas is still scarce. We studied the richness of genera and morphotypes of pupae and pupal exuviae of Podonominae (Diptera: Chironomidae) in the high Andean rivers from Colombia, Ecuador and Peru, and discussed its geographical distribution in the studied area. The specimens were collected between 2004 and 2011 in 197 sampling points, from 17 basins over 2 000 masl. During the dry season, benthic and drift samples were taken in different substrates. We recognized three genera:Podonomopsis,ParochlusandPodonomus,with one, nine and 14 morphotypes, respectively. Only six of them were clearly determined as species previously described.Podonomopsiswas represented only by one species,P.illiesi, only found in high altitude rivers in Perú (above 3 500 masl). Morphotypes richness and abundance ofParochluswere higher in rivers from Ecuador and Colombia (P.incaicus,Parochlussp. 1 andParochlussp. 2 were the most common species). Conversely,Podonomuswas more diverse and abundant in rivers from Perú (P. caranqui,P. fittkauiandP. fastigianswere the most common species). We found a clear pattern of distribution of morphotypes in the latitudinal gradient. First, we confirmed an evident decrease in the morphotypes richness in relation to the South Andes. Second, we found species such asPodomopsisilliesi,PodonomusfittkauiandPodomusfastigiansthat only were present in Perú, but not in Ecuador and Colombia. For these species, the Huancabamba Depression (6°S Latitude, North of Perú), could represent an important barrier in their dispersion toward lower latitudes. A taxonomic key to genera and morphotypes determination was also provided. Rev. Biol. Trop. 66(1): 6-27. Epub 2018 March 01.

Clave para la determinación de exuvias pupales de los quironómidos (Diptera: Chironomidae) de ríos altoandinos tropicales / Key to chironomid pupal exuviae (Diptera: Chironomidae) of tropical high Andean streams

. The Chironomidae is a cosmopolitan family of Nematoceran flies with more than 20 000 species described. However the diversity of genera and species of the family in the Andean region beyond the 2 000m.a.s.l are scarcely known. We conducted faunal surveys and biomonitoring research in different streams of Colombia, Ecuador and Peru from May 2005 to October 2011. Based on specimens collections, and a taxonomic key was developed to identify pupae and pupal exuviae of 46 genera of midges (Diptera, Chironomidae) collected from streams at high altitude areas on the Andean tropical mountains. We included illustrations and brief taxonomic descriptions for all genera, of which several ones have not yet been formally described; in this latter case we used the nomenclature of Roback & Coffman (1983). For two genera, Cricotopus and Genus 1, keys to the most common morphospecies were provided. Results showed that in this area the chironomid assemblages are dominated by the members of the subfamily Orthocladiinae (22 genera) followed by the Chironominae (13). Six genera of Tanypodinae were identified, while only three and two genera were present from subfamilies Podonominae and Diamesinae. This key may be very useful for both studies about drift in streams, and for biomonitoring purposes. Rev. Biol. Trop. 62 (4): 1385-1406. Epub 2014 December 01.

Chironomidae es una familia cosmopolita de dípteros nematóceros que comprende más de 20 000 especies descritas. Sin embargo, la diversidad de géneros y especies presentes en la región andina del Neotrópico es poco conocida. Por tal motivo se desarrolló una clave taxonómica para identificar las pupas y exuvias pupales de 46 géneros de la familia Chironomidae presentes en ríos de alta montaña ubicados en la cordillera de los Andes por encima de los 2 000msnm. Se utilizó material de colección obtenido de levantamientos faunísticos y estudios de biomonitoreo en diferentes ríos y quebradas de Colombia, Ecuador y Perú. La clave incluye ilustraciones y breves descripciones taxonómicas de todos los géneros incluyendo algunos que aún no han sido descritos formalmente. Para estos últimos se siguió la nomenclatura usada por Roback & Coffman (1983). Para los géneros Cricotopus y Género 1 se incluyen claves para la determinación de las morfoespecies más comunes. En el ensamblaje de quironómidos de la región altoandina domina la subfamilia Orthocladiinae (22 géneros) seguida por Chironominae (13 géneros), patrón que contrasta con la dominancia de Chironominae en las zonas de menor altura de la región Neotropical. Se encontraron seis géneros pertenecientes a la subfamilia Tanypodinae, mientras que para Podonominae y Diamesinae estuvieron presentes tres y dos géneros respectivamente. Esta clave podría llegar a ser muy útil en estudios de la deriva y programas de biomonitoreo de los ríos altoandinos neotropicales.