ABSTRACT
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.
Subject(s)
Animals , Benthic Fauna/analysis , Chironomidae/classification , Chironomidae/physiology , Ecosystem , Estuaries , Costa Rica , BiotaABSTRACT
Abstract Ecological studies on food webs have considerably increased in recent decades, especially in aquatic communities. Because Chironomidae family are highly specious, occurring in almost all aquatic habitats is considered organisms-key to initiate studies on ecological relationships and trophic webs. We tested the hypothesis that the diversity of the morphospecies diet reflects differences on both the food items available among habitats and the preferences of larval feeding. We analyzed the gut content of the seven most abundant Chironomidae morphospecies of the different habitats from the Upper Paraná River. We categorized the food items found into algae, fungal spores, fragments of plants, algae and animal fragments and sponge spicules. We observed the algae predominance in the gut content of morphospecies from lakes. Considering the different regions from each lake, we registered the highest food abundance in the littoral regions in relation to the central regions. From the variety of feeding habits (number of item kinds), we classified Chironomus strenzkei, Tanytarsus sp.1, Procladius sp.1 as generalist morphospecies. We found a nested pattern between food items and Chironomidae morphospecies, where some items were common to all taxa (e.g., Bacillariophyceae algae, especially), while others were found in specific morphospecies (e.g., animals fragments found in Procladius sp.1). The algae represented the most percentage of gut contents of Chironomidae larvae. This was especially true for the individuals from littoral regions, which is probably due to the major densities of algae associated to macrophytes, which are abundant in these regions. Therefore, the feeding behavior of these morphospecies was generalist and not selective, depending only of the available resources.
Resumo Estudos sobre redes alimentares têm aumentado consideravelmente nas últimas décadas em pesquisas de ecologia, principalmente em comunidades aquáticas. Em função Família Chironomidae ser altamente especiosa, ocorrendo em quase todos os hábitats aquáticos, é considerada como organismos-chave para estudos preliminares sobre as relações ecológicas como redes tróficas. Nós testamos a hipótese de que a diversidade de dietas das morfoespécies reflete diferenças tanto na disponibilidade dos itens alimentares entre os hábitats analisados, quanto preferencias alimentares das larvas. Nós analisamos o conteúdo digestivo das sete morfoespécies mais abundantes de diferentes habitats da planície de inundação do alto rio Paraná. Nós categorizamos os itens alimentares encontrados como algas, esporos de fungos, fragmentos vegetais, fragmentos de algas ou de animais e espículas de esponjas. Nós observamos a predominância de algas no conteúdo digestivo das morfoespécies lacustres. Considerando as diferentes regiões de cada lagoa, nós registramos as maiores abundâncias de alimentos nas regiões litorâneas, quando comparadas com as regiões centrais. A partir da variedade de hábitos alimentares (número de tipos de itens), classificamos Chironomus strenzkei, Tanytarsus sp.1 e Procladius sp.1 como morfoespécies generalistas. Nós encontramos um padrão aninhado entre os itens alimentares e as morfoespécies de Chironomidae, onde alguns itens foram comuns a todos os táxons (por exemplo, algas da Classe Bacillariophyceae), enquanto outros foram encontrados em morfoespécies mais especificas (por exemplo, fragmentos de animais encontrados em Procladius sp.1). As algas representaram a maior porcentagem do conteúdo digestivo das larvas de Chironomidae. Este fato foi especialmente verdadeiro para os indivíduos das regiões litorâneas, o qual é devido, provavelmente, pelas maiores densidades de algas associadas à macrófitas, que são abundantes nessas regiões. Portanto, o comportamento alimentar dessas morfoespécies foi generalista e não seletivo, dependendo apenas dos recursos disponíveis.
Subject(s)
Animals , Chironomidae/physiology , Ecosystem , Brazil , Chironomidae/growth & development , Feeding Behavior , Food Chain , Larva/growth & development , Larva/physiologyABSTRACT
Clinodiplosis bellum sp. nov. associated with Diplopterys pubipetala (A.Juss.) Anderson and Davis (Malpighiaceae) from Brazil are described. This is the first species of Clinodiplosis described to State of São Paulo and the first formal description of Diplopterys pubipetala (Malpighiaceae) as host plant of Cecidomyiidae species. Description and illustration of the Clinodiplosis bellum sp. nov. (Diptera: Cecidomyiidae) are given.
Clinodiplosis bellum sp. nov. associada a Diplopterys pubipetala (A.Juss.) Anderson and Davis (Malpighiaceae) do Brasil é descrita. Esta é a primeira espécie de Clinodiplosis descrita para o Estado de São Paulo e a primeira descrição formal de Diplopterys pubipetala (Malpighiaceae) como planta hospedeira de uma espécie de Cecidomyiidae. Descrição e ilustrações de Clinodiplosis bellum sp. nov. (Diptera: Cecidomyiidae) são apresentadas.
Subject(s)
Animals , Chironomidae/physiology , Malpighiaceae/parasitology , Plant Tumors/parasitology , Brazil , Chironomidae/classification , Host-Parasite InteractionsABSTRACT
Benthic habitats are linked by physical processes and are essential elements in assessing of the distribution dynamics of Chironomidae dipteran insects and their role in aquatic ecosystems. This work presents results of distribution patterns of chironomids larvae in 38 sites that are abundant in the study site, inhabiting the substrate of the main river channel, rapids, tributary brook, floodplain lakes and reservoir along the Sepotuba River from its mouth at the Paraguay River to the headwater region. A total of 1,247 larvae was registered. The most abundant taxa were Polypedilum (Tripodura) sp. (25.2%), Cricotopus sp.3 (23.0%) and Tanytarsus sp. (15.0%). Fissimentum desiccatum were found only in the reservoir; Fissimentum sp.2 and Tanytarsus cf. T. obiriciae sp.2 in floodplain lakes, and Goeldichironomus sp. in the main channel. The low diversity of the sites S06 and S35 is caused by the near-exclusive presence of the species Cricotopus sp.3, alone or together with one or another taxon (Tanytarsus sp., Djalmabatista sp.3). Collectors-filterers represent 16%, collectors-gatherers 15%, predators 11% and scrapers only 1%. The predators dominated in the secondary channel (±88 ind/m2), corresponding to 40% of the total of this group. Cryptochironomus sp.2 (34%) and Ablasbemyia gr. annulata (26%) were the most abundant among the predators. The differences along the river course are decisive for the formation of distinct or discontinuous communities and the limits become obvious though the interrelations between the populations in the community, as for instance, competition for food and habitats.
Hábitats bênticos estão ligados por processos físicos e são elementos essenciais na avaliação da dinâmica de distribuição de insetos dípteros Chironomidae e seu papel em ecossistemas aquáticos. Este trabalho apresenta os resultados dos padrões de distribuição de larvas de Chironomidae em 38 locais que são abundantes na área de estudo, habitando o substrato do canal principal do rio, cachoeiras, córregos tributários, lagoas de planície de inundação, e reservatórios ao longo do Rio Sepotuba de sua desembocadura ao Rio Paraguai e na região de cabeceira. Um total de 1,247 larvas foi registrada. O táxons mais abundantes foram Polypedilum (Tripodura) sp. (25.2%), Cricotopus sp.3 (23.0%) e Tanytarsus sp. (15.0%). Fissimentum desiccatum foi encontrado somente no reservatório; Fissimentum sp.2 e Tanytarsus cf. T. obiriciae sp.2 nas lagoas de planície de inundação, e Goeldichironomus sp. no canal principal. A baixa diversidade dos locais S06 e S35 foi causada pela exclusiva presença da espécie Cricotopus sp.3, sozinha ou junta com um ou outro táxon (Tanytarsus sp., Djalmabatista sp.3). Coletores-filtradores representaram 16%, coletores-catadores 15%, predadores 11% e raspadores somente 1%. Os predadores dominaram no canal secundário (±88 ind/m2), correspondendo a 40% do total deste grupo. Cryptochironomus sp.2 (34%) e Ablasbemyia gr. annulata (26%) foram os mais abundantes entre os predadores. As diferenças ao longo do curso do rio foram decisivas para a formação de comunidades distintas e descontínuas e os limites tornam óbvios pertinentes às interrelações entre as populações na comunidade, como por exemplo, competição por alimento e hábitat.
Subject(s)
Animals , Chironomidae/classification , Ecosystem , Biodiversity , Brazil , Chironomidae/physiology , Feeding Behavior/physiology , Larva/classification , Larva/physiology , Population Density , RiversABSTRACT
The niche overlap between trophic groups of Chironomidae larvae in different habitats was observed between trophic groups and between different environments in Neotropical floodplain. For the evaluation we used the index of niche overlap (CXY) and analysis of trophic networks, both from the types and amount of food items identified in the larval alimentary canal. In all environments, the larvae fed on mainly organic matter such as plants fragments and algae, but there were many omnivore larvae. Species that have high values of food items occurred in diverse environments as generalists with great overlap niche and those with a low amount of food items with less overlap niche were classified as specialists. The largest number of trophic niche overlap was observed among collector-gatherers in connected floodplain lakes. The lower values of index niche overlap were predators. The similarity in the diet of different taxa in the same niche does not necessarily imply competition between them, but coexistence when the food resource is not scarce in the environment even in partially overlapping niches.
A sobreposição de nichos entre grupos tróficos de larvas de Chironomidae em diferentes tipos de ambientes foi verificada entre os grupos tróficos e entre diferentes ambientes em uma planície de inundação Neotropical. Para a avaliação foi utilizado o Índice de Sobreposição de Nicho (CXY) e análises de redes tróficas, ambos a partir dos tipos e quantidade de itens alimentares identificados no tubo digestivo das larvas. As larvas alimentaram-se em todos os ambientes principalmente de detritos orgânicos como os fragmentos de plantas e algas, porém, verificou-se alto nível de omnívora. As espécies que tem altos valores de itens alimentares ocorreram em diversos ambientes como generalistas e com grande sobreposição de nichos e aqueles com baixos itens alimentares e com menor sobreposição foram classificados como especialistas. O maior número de sobreposição de nichos tróficos foi verificado em coletores-catadores nas lagoas com conexão. Os menores valores do índice foram verificados nos predadores. A semelhança na dieta de diferentes táxons e grupos tróficos em um mesmo nicho não implica, necessariamente, uma competição entre eles, porém uma coexistência quando o recurso alimentar não é escasso no ambiente, mesmo com sobreposição parcial de nichos.
Subject(s)
Animals , Chironomidae/physiology , Ecosystem , Larva/physiology , Chironomidae/classification , Food Chain , Larva/classification , Tropical ClimateABSTRACT
The efficiency of an alternative method of collection (by suction of water) for the study of Culicidae and Chironomidae (Diptera), Scirtidae (Coleoptera) and Coenagrionidae (Odonata) in bromeliads with different foliar architecture in a restinga at Florianópolis, SC, Brazil, was studied. The alternative method was less efficient to collect Culicidae and Chironomidae (Wilcoxon test p < 0.05) and was more efficient to Scirtidae and Coenagrionidae (Wilcoxon test p > 0.05) from Aechmea lindenii. This method was less efficient to collect insects of all groups from Vriesea friburgensis (Wilcoxon test p < 0.05). The alternative method was efficient to estimate the diversity of these insects in both species of bromeliads. The higher mobility of immature forms of beetles and dragonflies, and the availability of only one tank in Aechea lindenii, contrasting to several tanks in Vriesea friburgensis that help the suction of these immature, probably influenced the results, which indicated that the suction method should not replace the dismantling in the study of Culicidae and Chironomidae. This method can be useful to get immature forms of Scirtidae and Coenagrionidae in one-tank bromeliads.
A eficiência do método alternativo de coleta (por sucção da água) para o estudo de Culicidae e Chironomidae (Diptera), Scirtidae (Coleoptera) e Coenagrionidae (Odonata) em bromélias com diferentes estruturas foliares de restinga em Florianópolis, SC, Brasil, foi estudada. O método alternativo foi menos eficiente para coletar Culicidae e Chironomidae (teste de Wilcoxon p < 0, 05) e foi mais eficiente para Scirtidae e Coenagrionidae (teste de Wilcoxon p > 0, 05) a partir de Aechmea lindenii. Esse foi menos eficiente para coletar insetos de todos os grupos a partir de Vriesea friburgensis (teste de Wilcoxon p < 0,05). O método alternativo se mostrou eficiente em estimar a diversidade desses insetos nas duas espécies de bromélias. A alta mobilidade das formas imaturas dos coleópteros e libélulas e a disponibilidade de apenas um tanque em Aechea lindenii, em contraste com as várias axilas e Vriesea friburgensis, facilitando a sucção destas formas imaturas provavelmente influenciaram os resultados. Os resultados indicam que o método de sucção não deve substituir o desmanche no estudo de Culicidae e Chironomidae; ele pode ser útil para a obtenção de formas imaturas de Scirtidae e Coenagrionidae em bromélias de um só tanque.
Subject(s)
Animals , Coleoptera/physiology , Bromelia/anatomy & histology , Chironomidae/physiology , Culicidae/physiology , Ecosystem , Plant Leaves/anatomy & histologyABSTRACT
In this study we determined the taxonomic diversity of larval Chironomidae upstream and downstream to discharges of the sewage treatment plant (STP) from Agro-industrial District of Anápolis, State of Goiás, Brazil. Additionally, we evaluated the use of the lognormal distribution as a measure of biotic integrity of this system. The Chironomidae communities were sampled in three sites, upstream and downstream of the discharge of the sewage treatment plant (STP). We fitted the truncate lognormal distribution based on a nonlinear regression of the datasets using least squares as loss function in an iterative quasi-Newton procedure. The total of 21,498 individuals were sampled, from 24 Chironomidae genera, Chironomus, Polypedilum, Rheotanytarsus e Thienemanniella, with 73.9 percent, 14.4 percent, 7.1 percent and 4.5 percent, respectively, of all analyzed community; they are generally considered resistant to organic pollution. The assemblage of the site upstream was described for a truncate lognormal distribution. The extreme increase in abundance of some genera in the first site downstream produced a distribution not fitted to lognormal. The second site downstream however, permits a good fit to lognormal, probably due to the decrease in abundance of the dominant groups. These data substantiate the hypothesis that Chironomidae community is not suitably characterized by lognormal distribution at disturbed environments. Consequently, these aquatic communities were ecological disordered by organic pollution which caused the lost of sensible species and the dominance of those tolerants to this sort of impact. Additionally, the study highlighted the distribution lognormal approach as a valuable method to assess environmental impacts.
A diversidade taxonômica da comunidade de Chironomidae em ambientes aquáticos poluídos e não-poluídos foi estudada na área de influência do Distrito Agroindustrial de Anápolis, Anápolis, GO, avaliando-se a distribuição lognormal como indicador da integridade biótica desses sistemas. Larvas de Chironomidae foram coletadas em três pontos a montante e jusante do lançamento do efluente da estação de tratamento de esgoto desse distrito industrial. O ajuste do modelo de distribuição foi realizado utilizando-se o modelo de regressão não-linear, adotando procedimento iterativo quasi-Newton. Foram amostrados 21.498 indivíduos de 24 gêneros de Chironomidae. Chironomus, Polypedilum, Rheotanytarsus e Thienemanniella foram os mais abundantes, visto que são geralmente considerados resistentes à poluição orgânica. A assembléia do ponto a montante do lançamento foi bem descrita pelo modelo de distribuição lognormal truncada. O grande aumento da abundância de alguns gêneros no primeiro ponto a jusante impossibilitou o ajuste da distribuição lognormal truncada. O segundo a jusante, no entanto, possibilitou bom ajuste, possivelmente devido à diminuição na abundância dos grupos dominantes. Esses dados corroboram a hipótese de que as assembléias de chironomideos em ambientes não alterados são bem descritas por uma distribuição lognormal, o que não pode ser observado em ambientes degradados. Desta forma, evidenciou-se que a poluição orgânica causa desestruturação das comunidades aquáticas desse sistema, com perda das espécies sensíveis e dominância das tolerantes a esse tipo de impacto. Além disso, fica evidente que a distribuição lognormal pode ser considerada uma valiosa abordagem para avaliação de impactos ambientais.
Subject(s)
Animals , Chironomidae , Brazil , Chironomidae/physiology , Population Dynamics , RiversABSTRACT
Neste estudo é apresentada uma lista de espécies de Chironomidae habitantes de esponjas de água doce coletados no Alto Rio Paraná e é chamada a atenção para o problema de substituição de grandes áreas cobertas por esponjas de água doce por bancos da espécie invasora Limnoperma fortunei (mexilhão dourado). Também é descrita uma nova espécie de Oukuriella com base em adulto macho e feita uma descrição informal de uma larva de Chironomidae que provavelmente pertence ao complexo Stenochironomus.
In this paper, we provide a checklist of chironomids living in freshwater sponges in the upper Paraná River (Brazil) and we call attention to the problem of complete substitution of extensive areas covered by freshwater sponges by banks of the invasive alien species Limnoperna fortunei (golden mussel). We describe a new species of Oukuriella based on male adults and also describe an unusual larva of Chironomidae that probably belongs to the Stenochironomus complex.
Subject(s)
Animals , Male , Chironomidae/physiology , Porifera/parasitology , Brazil , Chironomidae/anatomy & histology , Fresh Water , Larva , RiversABSTRACT
In a benthic community on a continuous flat granite substrate in a third-order coastal forest stream, the dominant chironomid (Cricotopus) increased in number when shrimps (Macrobrachium olfersi and Potimirim glabra) and baetid ephemeropterans were excluded by electricity. The response appeared to be mediated by an increase in periphyton and sediments, rather than a reduction of direct predation or interference. Chironomids, periphyton and sediments decreased significantly compared to the control when shrimps only were excluded. Baetid ephemeropteran appeared to be the most important determinants of periphyton and sediment mass; the density of chironomids appeared to follow the quantity of periphyton and sediments.
Os quironomídeos dominantes (Cricotopus) de uma comunidade bentônica aumentaram em densidade quando camarões (Macrobrachium olfersi e Potimirim glabra) e efemerópteros betídeos foram excluídos por eletricidade de um substrato rochoso contínuo em um córrego de Mata Atlântica. Esta resposta parece ter sido mais influenciada por um aumento no perifíton do que pela redução da predação direta ou competição por interferência. Quando somente os camarões foram excluídos, os quironomídeos, perifíton e sedimentos sofreram redução significativa em comparação com os controles. Efemerópteros betídeos parecem ter sido os maiores determinantes da quantidade de sedimentos e perifíton; a densidade de quironomídeos parece seguir a quantidade de perifíton e sedimentos.