Reservoir longitudinal gradient promotes ordered losses on diversity and density of Ephemeroptera community / O gradiente longitudinal de um reservatório promove perdas ordenadas na diversidade e densidade da comunidade de Ephemeroptera

Abstract Reservoir operations alter, eliminate or restrain the natural hydrologic cycles. Biotic community has become subject to these non-cyclic events, responding by reducing the species diversity. Ephemeroptera species present distinct responses to environmental deterioration such that poses this assemblage between the most useful groups in biomonitoring programs. We hypothesized an alteration in beta diversity at the longitudinal species gradient, which will be influenced mainly by species losses between zones. Changes in temporal beta diversity is also expected, but the main drivers of such alterations will be the species turnover between the sampling period. Ephemeroptera community was monitored in nine sampling points from Itaipu Reservoir, where were installed three sets of substrates composed by a float and 2 wooden substrates. We took biological samples in triplicates monthly, from June-01 to August-02. Our initial hypothesis was partially supported and with significant variations only for spatial approach, between the Reservoir zones. The generated ordering from Non-Metric Dimensional Scale - NMDS - corroborated with spatial analyzes, with the formation of two groups along the gradient zonation of the reservoir. The temporal ordination showed no clear pattern. As expected, the contribution to beta diversity was different for our two approaches, such that the loss of species was more important along the spatial gradient and despite of no significant result, the species replacement was more important among months. The spatial results lead us to infer that differences in limnological characteristics between zones are important for determining differences in Ephemeroptera composition and can reflect the dependency degree of the species in relation to the lentic and sometimes-lotic conditions, mainly in the riverine zone of reservoirs. On the other hand, the absence of a temporal pattern can be result of chaotic variations in the physical and chemical attributes imposed by the reservoir operation, disrupting continuity of the biota and natural succession processes.

Resumo As operações de reservatórios alteram, eliminam ou restringem os ciclos hidrológicos naturais. A comunidade biótica torna-se sujeita a estes eventos não-cíclicos, respondendo com a redução da diversidade de espécies. As espécies de Ephemeroptera apresentam respostas distintas à deterioração ambiental, sendo o grupo muitousado em programas de biomonitoramento. Nós hipotetizamos uma alteração na diversidade beta das espécies no gradiente longitudinal, influenciada principalmente pelo componente aninhamento com a consequente perda de espécies entre as zonas do reservatório. Também são esperadas mudanças na diversidade beta entre os meses de amostragem, mas o principal fator dessas alterações será a substituição das espécies entre os períodos, em função dos rápidos ciclos de vida que o grupo apresenta. A comunidade Ephemeroptera foi monitorada em nove pontos amostrais do reservatório de Itaipu, onde foram instalados três conjuntos de substratos compostos por um flutuador e 2 substratos de madeira. Tomamos amostras biológicas em triplicatas mensalmente, de junho de 2001 a agosto de 2002. Nossa hipótese inicial foi parcialmente suportada, com variações significativas apenas na escala espacial. A ordenação gerada pelo Escalonamento Dimensional Não-Métrico - NMDS - corroborou com as análises espaciais, com a formação de dois grupos ao longo do gradiente de zonação do reservatório. A ordenação temporal não mostrou um padrão claro. Como esperado, a contribuição para a diversidade beta foi diferente para nossas duas abordagens, de modo que a perda de espécies foi mais importante ao longo do gradiente espacial e apesar de não haver resultado significativo, a substituição das espécies foi mais importante entre os meses de amostragem. Os resultados espaciais levam-nos a inferir que as diferenças nas características limnológicas entre as zonas são importantes para determinar as diferenças na composição de Ephemeroptera e podem refletir o grau de dependência das espécies em relação às condições lênticas e às vezes lóticas, principalmente na zona fluvial dos reservatórios. Por outro lado, a ausência de um padrão temporal pode ser resultado de variações caóticas nos atributos físicos e químicos impostos pela operação do reservatório, que interrompem a continuidade da biota e os processos de sucessão naturais.

Life cycles of dominant mayflies (Ephemeroptera) on a torrent of the high Bolivian Andes / Ciclos de vida de las efímeras (Ephemeroptera) en un torrente de los Andes bolivianos de altura

AbstractThe mayflies of the temperate and cold zones have well-synchronized life cycles, distinct cohorts, short emergence and flight periods. In contrast, aquatic insects from the tropical zones are characterized by multivoltine life cycles, "non-discernible cohorts" and extended flight periods throughout the year. This report is the first observation of life cycle patterns made of two species of mayflies on a torrent in the high elevation Bolivian Andes. The samples were taken from four sites and four periods during a hydrological season. The life cycle of each species was examined using size-class frequency analysis and a monthly modal progression model (von Bertalanffy's model) to infer the life cycle synchrony type. These first observations showed a moderately synchronized univoltine life cycle for Andesiops peruvianus (Ulmer, 1920), whereas Meridialaris tintinnabula Pescador and Peters (1987), had an unsynchronized multivoltine life cycle. These results showed that the generalization of all aquatic insects as unsynchronized multivoltine species in the Andean region may not be entirely accurate since there is still a need to further clarify the life cycle patterns of the wide variety of aquatic insects living in this high elevation tropical environment.

ResumenLos efemerópteros en las zonas templadas y frías, tienen ciclos de vida bien sincronizados, cohortes claras, períodos cortos de emergencia y vuelo. Por el contrario, los insectos aquáticos de las zonas tropicales se caracterizan por ciclos de vida multivoltino, "cohortes no claras" y periodos extendidos de vuelo durante el año. Estas son las primeras observaciones de los patrones del ciclo de vida realizados en dos poblaciones de efemeropteros en un torrente de tierras altas en los Andes de Bolivia. Las muestras se tomaron en cuatro sitios y cuatro periodos durante una temporada hidrológica. El ciclo de vida fue analizado por frecuencia de clases de tallas, y por progresión modal mensual (modelo de von Bertalanffy), con el fin de inferir el tipo de sincronía del ciclo de vida. Estas primeras observaciones mostraron un ciclo de vida univoltino y moderadamente sincronizado para Andesiops peruvianus, mientras que para Meridialaris tintinnabula fue multivoltino desincronizado. Estos resultados muestran que la generalización de todos los insectos acuáticos como especies multivoltina y no sincronizadas en la región andina no puede ser completamente exacta, ya que todavía hay una necesidad de aclarar la definición de los patrones del ciclo de vida de muchos insectos acuáticos que viven en este ambiente tropical de elevada altura.