Sensibilidad de Elmidae (Insecta: Coleoptera) a la perturbación delhábitat y la calidad fisicoquímica del agua en ambientes lóticos de los Andes colombianos

Introducción: Los élmidos son organismos acuáticos frecuentemente asociados con aguas corrientes, limpias y bien oxigenadas. Sin embargo, algunos géneros de esta familia también se encuentran en aguas moderadamente contaminadas, lo cual puede ser un reflejo de su tolerancia a algún grado de deterioro del hábitat. Objetivo: Determinar la sensibilidad o tolerancia a la contaminación y los principales factores que influyen en la presencia y composición taxonómica de Elmidae en microcuencas colombianas. Métodos: Se muestrearon 60 localidades entre 450 y 4 000 msnm, principalmente en la región Andina, los muestreos se realizaron entre 2002 y 2013 con 70 eventos no simultáneos en cinco zonas. En un transecto de 100 m, se registraron datos físico-químicos, bacteriológicos y de calidad del hábitat (ICH), se hicieron arrastres con red D y Surber, y se determinaron los géneros de Elmidae. Se realizó un Análisis de Correspondencia Canónica entre las variables ambientales y la composición de Elmidae, las relaciones significativas se confirmaron con una prueba de Mantel y se realizó una prueba Mantel parcial incluyendo la ubicación geográfica como tercera matriz. Se calcularon los Índices de Contaminación ICOs y de Calidad de Agua ICA-FSN y se definieron intervalos de aparición de géneros para variables ambientales e índices. Para obtener las significancias estadísticas, se realizaron Análisis de Varianza ANOVA, pruebas t de Student y Modelos Lineales Generalizados MLG con distribución Poisson. Resultados: Se encontraron 22 géneros y 15 especies que representan el 78.5 % de la riqueza nacional conocida. Tyletelmis y las especies Gyrelmis pusio, G. simplex, Xenelmis sandersoni, X. leechi, X. granatoides y X. teres, corresponden a nuevos registros para Colombia. Los principales factores que influyeron en la riqueza y composición de Elmidae fueron: saturación de oxígeno, deposición de sedimentos,sólidossuspendidos, disponibilidad de sustratos, altura, ubicación geográfica, conductividad, alcalinidad, turbidez, nitratos, nitrógeno amoniacal y fósforo. Conclusiones: Los géneros de Elmidae difieren en su tolerancia a la contaminación y, por lo tanto, no pueden ser clasificados bajo el mismo grado de sensibilidad. Esta información puede ser útil para la clasificación de los géneros de Elmidae de acuerdo con su sensibilidad a los cambios en las condiciones ambientales y la degradación del hábitat, lo cual será un primer paso para la incorporación en un índice biótico de calidad de agua adaptado para las condiciones locales o el ajuste de los índices preexistentes.

Introduction: Riffle beetles are aquatic organisms frequently associated with well-oxygenated clean running water. However, some genera of Elmidae can also be found in moderately polluted streams proving their tolerance to certain degree of habitat degradation. Objective: To determine the pollution sensitivity and tolerance of each genus of Elmidae in Colombian streams, and the main factors that influence its presence and taxonomic composition. Methods: Sixty locations between 450 and 4 000 m.a.s.l. were sampled, mainly in the Andean Region of Colombia. Collection was carried out between 2002 and 2013 with 70 non-simultaneous events in five zones. In a 100 m transect, physicochemical, bacteriological and environmental quality information was recorded. Samples of Elmidae were collected with D and Surber nets and determined taxonomically. A Canonical Correspondence Analysis of the Elmidae assembly and environmental data was carried out, significant relationships were confirmed with a Mantel test and a partial Mantel test was carried out including the geographic location as the third matrix. The Pollution (ICO) and Water Quality (ICA-NSF) Indices were calculated, and the occurrence intervals by genus were plotted for environmental variables and indices. Analysis of Variance ANOVA, Student's t-test and Generalized Linear Models GLM with Poisson distribution, were calculated in order to establish the significance of the results. Results: Twenty-two genera and 15 species were found in the evaluated streams; which represent 78.5 % of known national generic richness. Tyletelmis and the species Gyrelmispusio, G. simplex, Xenelmis sandersoni, X. leechi, X. granatoides and X. teres correspond to new records for Colombia. The most important factors influencing the presence and composition of Elmidae were: oxygen saturation, sediment deposition, suspended solids, epifaunal substrate availability, altitude and geographic location, conductivity, turbidity, alkalinity, nitrates, ammonia nitrogen and phosphorus. Conclusions: The genera of Elmidae differ in their tolerance to contamination and therefore cannot be classified in the same degree of sensitivity. This information can be useful for classifying genera of Elmidae according to their sensitivity to changes in environmental conditions and habitat degradation, which will be a first step to incorporate Elmidae in water quality biotic indices adapted to local conditions or to adjust preexisting indices.

A contribution for the limnological knowledge of basaltic knickzones / Uma contribuição para o conhecimento limnológico dos pedrais basálticos

Abstract The knickzones are defined as locally steep riverbed segments, such as a convex reach in a concave-up longitudinal profile. They are worldwide distributed and geologically well studied, but despite their distinctiveness as a particular kind of macrohabitat there is a notorious lack of ecological knowledge. In this context, this research proposal aims to provide a physical description, in terms of kind of habitats, and a limnological characterization of a basaltic knickzone. Information is based on a case study carried out in the Sapucaí-Mirim River, Southeast Brazil. Samplings were performed in three different habitats well represented in the knickzone (runs, riffles and pools) during rainy and dry conditions. A clear discrimination in terms of habitat type and seasonality was demonstrated through a principal component analysis. Pools exhibited higher amplitude of variation for most limnological parameters when compared to runs and riffles, probably due to a great influence of the internal metabolism (photosynthetic production and community respiration). Despite of their geological ancient formation and the little understanding of their ecological role, the knickzones are in imminent threat in several regions of the world by hydropower dams implementation. The lack of ecological information on knickzones is probably due to inherent access difficulties and how to compare the distinct kinds of habitats. Thereby, further studies should be encouraged.

Resumo Os pedrais são definidos como segmentos de rio com leito localmente íngreme, tais como um alcance convexo em um perfil longitudinal côncavo. Eles são mundialmente distribuídos e geologicamente bem estudados, mas apesar de sua distinção como um tipo particular de macrohabitat há uma notória falta de conhecimento ecológico. Neste contexto, a proposta desta pesquisa é fornecer uma descrição física, em termos de tipo de habitats, e uma caracterização limnológica de um pedral basáltico. A informação é baseada em um estudo de caso realizado no rio Sapucaí-Mirim, no Sudeste do Brasil. As amostragens foram realizadas em três diferentes habitats bem representados na zona de pedral (rápidos, corredeiras e poças) durante as condições chuvosa e seca. Uma clara discriminação em termos de tipo de habitat e sazonalidade foi demonstrada através de uma análise de componentes principais. As poças apresentaram maior amplitude de variação para a maioria dos parâmetros limnológicos quando comparadas aos rápidos e corredeiras, provavelmente devido a grande influência do metabolismo interno (produção fotossintética e respiração das comunidades). Apesar de sua formação geológica antiga e da pouca compreensão de seu papel ecológico, os pedrais estão em ameaça iminente em várias regiões do mundo pela implementação de barragens hidrelétricas. A falta de informações ecológicas sobre os pedrais é provavelmente devido às dificuldades inerentes de acesso e como comparar os tipos distintos de habitats. Assim, devem ser encorajados novos estudos.

A contribution for the limnological knowledge of basaltic knickzones

Abstract The knickzones are defined as locally steep riverbed segments, such as a convex reach in a concave-up longitudinal profile. They are worldwide distributed and geologically well studied, but despite their distinctiveness as a particular kind of macrohabitat there is a notorious lack of ecological knowledge. In this context, this research proposal aims to provide a physical description, in terms of kind of habitats, and a limnological characterization of a basaltic knickzone. Information is based on a case study carried out in the Sapucaí-Mirim River, Southeast Brazil. Samplings were performed in three different habitats well represented in the knickzone (runs, riffles and pools) during rainy and dry conditions. A clear discrimination in terms of habitat type and seasonality was demonstrated through a principal component analysis. Pools exhibited higher amplitude of variation for most limnological parameters when compared to runs and riffles, probably due to a great influence of the internal metabolism (photosynthetic production and community respiration). Despite of their geological ancient formation and the little understanding of their ecological role, the knickzones are in imminent threat in several regions of the world by hydropower dams implementation. The lack of ecological information on knickzones is probably due to inherent access difficulties and how to compare the distinct kinds of habitats. Thereby, further studies should be encouraged.

Resumo Os pedrais são definidos como segmentos de rio com leito localmente íngreme, tais como um alcance convexo em um perfil longitudinal côncavo. Eles são mundialmente distribuídos e geologicamente bem estudados, mas apesar de sua distinção como um tipo particular de macrohabitat há uma notória falta de conhecimento ecológico. Neste contexto, a proposta desta pesquisa é fornecer uma descrição física, em termos de tipo de habitats, e uma caracterização limnológica de um pedral basáltico. A informação é baseada em um estudo de caso realizado no rio Sapucaí-Mirim, no Sudeste do Brasil. As amostragens foram realizadas em três diferentes habitats bem representados na zona de pedral (rápidos, corredeiras e poças) durante as condições chuvosa e seca. Uma clara discriminação em termos de tipo de habitat e sazonalidade foi demonstrada através de uma análise de componentes principais. As poças apresentaram maior amplitude de variação para a maioria dos parâmetros limnológicos quando comparadas aos rápidos e corredeiras, provavelmente devido a grande influência do metabolismo interno (produção fotossintética e respiração das comunidades). Apesar de sua formação geológica antiga e da pouca compreensão de seu papel ecológico, os pedrais estão em ameaça iminente em várias regiões do mundo pela implementação de barragens hidrelétricas. A falta de informações ecológicas sobre os pedrais é provavelmente devido às dificuldades inerentes de acesso e como comparar os tipos distintos de habitats. Assim, devem ser encorajados novos estudos.

Taxonomic key for the genera of Elmidae (Coleoptera, Byrrhoidea) occurring in Goiás State, Brazil, including new records and distributional notes

A taxonomic key for the genera of Elmidae (Coleoptera, Byrrhoidea) occurring in Goiás State, Brazil, including new records and distributional notes. Despite their great diversity and high abundance in Neotropical aquatic environments, the fauna of Elmidae remains practically unknown in some areas and even entire biomes in this region. In this work we bring, for the first time, faunistic data for the Elmidae of central Brazil. The aim of this work was to inventory the Elmidae fauna in central, southwestern and southeastern Goiás State, Brazil and to produce a taxonomic key, at genus level, for adults from the studied region. The taxonomic key presented herein offers means for the identification of all the 13 genera known to occur in Goiás, 11 of them being new records for the State. Moreover, the number of named species registered for Goiás increased from one to nine.