Spatial and temporal distribution of gerrid (Heteroptera) and predation on microcrustaceans from a tropical shallow lake / Distribuição espacial e temporal de gerrídeo (Heteroptera) e a predação sobre microcrustáceos de um lago tropical raso

Abstract Predator-prey interactions involving an aquatic insect and zooplanktonic prey of different sizes were investigated to quantify prey mortality exposed to predators. Laboratory experiments were undertaken with the young and adult gerrid Rheumatobates crassifemur to test predation and size selectivity on the cladocerans Daphnia gessneri, Ceriodaphnia richardi, and Bosmina tubicen. Population fluctuations and spatial distribution of the gerrid were also evaluated in a small and shallow Brazilian lake throughout 12 months in fortnightly samples. The insects were more abundant in the littoral (mean density 7.0 ± 1.2 ind.m-2) compared to the limnetic zone. The period with the highest densities was late January to June, in both zones. Predation by young instars on Daphnia and Ceriodaphnia was significant (mean ingestion rate of 1.3 ± 0.1 D. gessneri and 0.7 ± 0.1 C. richardi per predator per hour). Adult insect fed only the large-sized prey (mean ingestion rate of 1.0 ± 0.1 D. gessneri per predator per hour). Young gerrids have greater potential to prey on cladocerans than adults, and size selectivity occurred for both predators. Preference of adults by the larger prey is probably related to difficulties in manipulating smaller planktonic prey, such as Ceriodaphnia. Due to higher densities of insects in the littoral, higher predation on zooplankton in this zone is expected. This study does contribute to a better understanding of trophic interactions in tropical shallow lakes and is the first to investigate predation of a gerrid on cladocerans in laboratory experiments.

Resumo Foram investigadas as interações predador-presa, envolvendo inseto aquático e presas zooplanctônicas de diferentes tamanhos para quantificar a mortalidade das presas expostas a predadores. Experimentos de laboratório foram realizados com jovens e adultos do gerrídeo Rheumatobates crassifemur para testar a predação e a seletividade por tamanho das espécies de cladóceros Daphnia gessneri, Ceriodaphnia richardi e Bosmina tubicen. Flutuações populacionais e a distribuição espacial do gerrídeo também foram avaliadas em um lago brasileiro pequeno e raso durante 12 meses em amostras quinzenais. Os insetos foram mais abundantes no litoral (densidade média 7,0 ± 1,2 ind.m-2) em comparação com a zona limnética. Maiores densidades ocorreram de fim de janeiro a junho, em ambas as zonas. A predação dos jovens foi significativa sobre Daphnia e Ceriodaphnia (taxa de ingestão média 1,3 ± 0,1 D. gessneri and 0,7 ± 0,1 C. richardi por predador por hora). Adultos predaram somente a presa maior (taxa de ingestão média 1,0 ± 0,1 D. gessneri por predador por hora). Gerrídeos jovens têm um maior potencial para predar cladóceros que os adultos, e seletividade por tamanho ocorreu para ambos. A preferência dos adultos somente pela presa maior provavelmente está relacionada à dificuldade em manipular pequenas presas planctônicas como Ceriodaphnia. Devido às maiores densidades de insetos no litoral, é esperada maior predação sobre o zooplâncton nesta zona. Este estudo contribui para uma melhor compreensão sobre interações tróficas em lagos tropicais rasos e é o primeiro a investigar a predação de um gerrídeo sobre cladóceros em experimentos de laboratório.

Distribution and fluctuations of backswimmers (Notonectidae) in a tropical shallow lake and predation on microcrustaceans / Distribuição e flutuação de notonectídeos (Notonectidae) em um lago tropical raso e a predação sobre microcrustáceos

Abstract Notonectids are widely distributed in freshwaters and can prey on zooplankton in temperate lakes. However, its role in structuring the zooplankton community is unknown in tropical lakes. Thus, our objective was to study the notonectid Martarega uruguayensis in a Brazilian tropical shallow lake to evaluate its potential as a zooplankton predator. Its horizontal distribution was analized in the lake throughout one year in fortnightly samplings. Backswimmers were more abundant (mean density 162.9 ± 25.8 ind.m–2) in the cool-dry season, with a strong preference by the littoral zone (mean density 139.9 ± 17.5 ind.m–2). Laboratory experiments were undertaken with young and adult notonectid and the two most abundant cladocerans, Daphnia gessneri and Ceriodaphnia richardi, as prey. Predation by backswimmers in the laboratory showed that only juveniles fed on microcrustaceans (mean ingestion rate of 1.2 ± 0.2 Daphnia and 1.0 ± 0.2 Ceriodaphnia per predator per hour), without size selectivity. Adult insects probably have difficulties in detecting and manipulating small planktonic organisms. On the other hand, young instars might influence zooplankton community, especially in the littoral zone of the lake. This study does contribute to a better understanding of trophic interactions in tropical shallow lakes and is the first to investigate the predation of a notonectid on microcrustaceans from Lake Monte Alegre.

Resumo Notonectídeos são amplamente distribuídos em águas continentais e podem predar zooplâncton em lagos temperados. Porém, seu papel na estruturação de comunidades zooplanctônicas é desconhecido em lagos tropicais. Então, nosso objetivo foi estudar o notonectídeo Martarega uruguayensis em um lago tropical raso brasileiro para avaliar seu potencial como predador do zooplâncton. Sua distribuição horizontal foi analisada no lago durante um ano em coletas quinzenais. Os notonectídeos foram mais abundantes (densidade média 162,9 ± 25,8 ind.m–2) na estação fria-seca, com nítida preferência pela zona litorânea (densidade média 139,9 ± 17,5 ind.m–2). Foram feitos experimentos de laboratório com jovens e adultos de notonectídeo e as duas espécies de cladóceros mais abundantes, Daphnia gessneri and Ceriodaphnia richardi, como presas. No laboratório, somente os jovens predaram os microcrustáceos (taxa média de ingestão 1,2 ± 0,2 Daphnia e 1,0 ± 0,2 Ceriodaphnia por predador por hora), sem haver seletividade. Os insetos adultos provavelmente têm dificuldade em detectar e manipular pequenos organismos planctônicos. Por outro lado, os estádios jovens podem influenciar a comunidade zooplanctônica, especialmente na zona litorânea do lago. Esse estudo contribui para uma melhor compreensão sobre interações tróficas em lagos tropicais rasos e é o primeiro a investigar a predação de um notonectídeo sobre microcrustáceos do Lago Monte Alegre.