Effects of an atypical drought on the benthic macroinvertebrate community in a tropical reservoir / Efeitos de uma seca atípica sobre a comunidade de macroinvertebrados bentônicos em um reservatório tropical

Abstract Atypical drought events have increasingly occurred in Brazil over the last years due to global climate changes. However, their consequences on aquatic biota in reservoirs are poorly known. We tested the hypothesis that macroinvertebrate communities are negatively affected by atypical drought events, given the sensitivity of many taxa to environmental changes. We predicted that: (a) there would be changes in limnological and sediment parameters between a regular year and an atypical year, (b) abundance and richness of the genera of Chironomidae and of exotic species would be higher due to the enhanced ability of these organisms to adapt to changes in the physical environment, and (c) community structure metrics (i. richness; ii. % richness; iii. abundance; iv. % abundance) would be affected by disturbance indices (i. Buffer Disturbance Index-BDI; ii. Local Disturbance Index-LDI; iii. Integrated Disturbance Index-IDI) in both years. The study was carried out in the reservoir of the Nova Ponte Hydroelectric Power Plant, state of Minas Gerais, comparing two sampling periods: a regular climatological year (2010) and an atypical drought year (2014). A total of 40 sampling sites were defined along the shore of the reservoir, and types of land use in the surrounding area of each site were measured, as well as physical habitat conditions, sediments, and benthic macroinvertebrate communities. Sampling was performed at these sites in the end of the rainy season in both years. The intensity of anthropogenic modifications was assessed at local scale and in the areas (buffers) surrounding the sampling sites using quantitative disturbance indices. There were striking differences in limnological parameters and sediment characteristics between sampling periods. Taxonomic richness was significantly lower in the drought year. As opposed to our predictions, richness and abundance of Chironomidae and exotic species did not increase with the atypical drought event. Besides, most community structure metrics showed a significant relationship with disturbance indices only during the regular climatological year, thus indicating that the large-scale effects of water stress may override the conditions of local habitats and the surrounding landscape. Therefore, in addition to a correct political-environmental management of water resources at local-scale, which includes maintaining the water quality and the riparian and landscape integrity, addressing large-scale climate issues is required for the maintenance of the ecological integrity of tropical reservoirs.

Resumo A ocorrência de episódios atípicos de seca vem crescendo nos últimos anos no Brasil em decorrência de mudanças globais no clima. Entretanto, as consequências disso para a biota aquática são ainda pouco conhecidas. Testamos a hipótese de que comunidades de macroinvertebrados são negativamente afetadas por eventos de seca atípica, dada a sensibilidade de muitos taxa às alterações ambientais. Nossas predições foram que (a) parâmetros limnológicos e características de sedimento seriam alterados em um ano de seca atípica, (b) encontraríamos maior abundância e riqueza de gêneros de Chironomidae e de espécies exóticas dada à alta capacidade destes organismos de adaptarem-se às mudanças no ambiente, (c) métricas de estrutura de comunidade (i. riqueza; ii. % riqueza; iii. abundância e iv. % abundância) seriam afetadas por índices de distúrbio (i. Índice de Distúrbio no Buffer-IDB; ii. Índice de Distúrbio Local-IDL e iii. Índice de Distúrbio Integrado-IDI) em ambos os anos. O estudo foi realizado no reservatório da Usina Hidrelétrica de Nova Ponte, Minas Gerais, comparando dois períodos amostrais: um ano climatológico normal (2010) e um ano de seca atípica (2014). Foram definidos 40 sítios amostrais na região litorânea do reservatório onde foram mensurados os tipos de usos do solo no entorno, condições de habitats físicos, características limnológicas na coluna d'água, sedimento e comunidades de macroinvertebrados bentônicos. A intensidade de alterações antrópicas foi avaliada em escala local e no entorno dos pontos amostrais (buffers) por meio de índices de distúrbio. Observamos diferenças expressivas nos parâmetros limnológicos e nas características dos sedimentos entre os dois períodos amostrais. A riqueza taxonômica foi significativamente menor no ano de seca. Ao contrário do esperado, os valores de riqueza e abundância de Chironomidae e de espécies exóticas não aumentaram com o evento extremo de seca. Paralelamente, a maioria das métricas de estrutura de comunidade apresentou relação significativa com os índices de distúrbio somente durante o ano climatológico normal, indicando que os efeitos de estresse hídrico em larga escala podem se sobrepor às condições locais de habitat e de paisagem circundante. Portanto, deve ser considerada não só a correta gestão político-ambiental de recursos hídricos em escala local, que inclui a manutenção da qualidade da água e da integridade da região ripária e uso do solo da região de entorno, mas também abordar questões climáticas em larga escala faz-se necessário para a manutenção da integridade ecológica em reservatórios tropicais.

Patterns of mollusc distribution in mangroves from the São Marcos Bay, coast of Maranhão State, Brazil / Padrões de distribuição de moluscos em manguezais da Baía de São Marcos, costa do Estado do Maranhão, Brasil

The diversity and distribution of molluscs from the Amazon Coast of Maranhão State, Brazil, are poorly understood. The aim of this study was to investigate how molluscs in two mangrove creeks (Buenos Aires and Tronco) at the São Marcos Bay, coast of the Maranhão State, respond to spatial and temporal variations in the environment. Sampling was performed in the intertidal area along three zones established using a straight line transect of 100 m. Abiotic variables of water and sediment were measured at each creek. We found 5,912 specimens belonging to 23 species and 15 families of epifaunal and infaunal molluscs. The patterns of their distribution in the two creeks were different. Salinity, dissolved oxygen, and rainfall were the main variables that affected the temporal distribution of molluscs. We found low species richness in the overall mollusc composition. Diversity in the Buenos Aires Creek was lower than that observed in the Tronco Creek, possibly because of activities of a port located in proximity to the former. The spatial distribution of molluscs along the zones followed an abundance and diversity gradient, mainly influenced by exposure time during low tide. Port activities may influence the patterns of mollusc distribution in the surrounding mangroves, and we thus highlight the importance of management and monitoring of these areas.

A diversidade e distribuição de moluscos na Costa Amazônica do Estado do Maranhão, Brasil, são pobremente conhecidas. O objetivo deste estudo foi investigar como os moluscos em dois igarapés de manguezal (Buenos Aires e Tronco) na Baía de São Marcos, costa do Estado do Maranhão, respondem a variações espaciais e temporais no ambiente. A amostragem foi conduzida no entre-marés ao longo de três zonas estabelecidas a partir de um transecto em linha reta de 100 m. As variáveis abióticas de água e sedimento foram medidas para cada igarapé. Foram contabilizados 5.912 espécimes pertencentes a 23 espécies e 15 famílias na epifauna e endofauna. Os padrões de distribuição de moluscos foram distintos entre os dois igarapés. Salinidade, oxigênio dissolvido e precipitação foram as principais variáveis que influenciaram a distribuição temporal dos moluscos. Observou-se baixa riqueza de espécies na composição geral de moluscos. A diversidade no igarapé Buenos Aires foi menor do que a observada no igarapé Tronco, possivelmente por causa das atividades portuárias nas proximidades do primeiro. A distribuição espacial vertical de moluscos ao longo das zonas seguiu um gradiente de abundância e diversidade influenciado principalmente pelo tempo de exposição durante a maré baixa. As atividades portuárias podem estar influenciando os padrões de distribuição de moluscos nos manguezais do entorno, portanto destacamos a importância do manejo e monitoramento dessas áreas.

From baby to adult: ontogenetic series of nine species of Ophiuroidea from Atlantic Southwestern / De bebé a adulto: serie ontogenética de nueve especies de Ophiuroidea del Atlántico sudoccidental

Abstract The post-metamorphic stage is essential in the life history of marine invertebrates. During this period, animals are more vulnerable and suffer high mortality, which influences the distribution and abundance of adult populations. It is also during this period that major morphological changes happen in the individuals, complicating their taxonomic identification. The juvenile ophiuroids dominate the meiofauna in certain times of the year and at some places. However, they are ignored by most ecological studies due to identification difficulties. Here we describe the ontogeny of nine deep-sea species from the Southeast and South regions of Brazil, with the first record of morphological modifications for eight of them. Most organisms were collected 60 to 800 m deep, between December 1997, January, 1998 and March, 1998, during the REVIZEE-Score South / Benthos program. We also included additional material from the Zoology Museum of Unicamp (ZUEC). For descriptions and identifications of the different stages, the specimens were dried and photographed. The juveniles were identified by "backwards" process through the growth series of adults to smaller individuals, a backwards method that was successful in previous studies. Some individuals were mounted on aluminum stubs for scanning electron microscopy. The species were: Ophiacantha pentacrinus (Ophiacanthidae), Ophiomastus satelitae, Ophiomusium acuferum, Ophiomusium eburneum, Ophiomisidium tommasii, Ophiura ljungmani, Ophiura clemens (Ophiuridae), Amphiura complanata (Amphiuridae) and Ophiothrix rathbuni (Ophiotrichidae). Many species could be identified since their most juvenile stage. Some structures remain almost unaltered during the whole life. Rev. Biol. Trop. 63 (Suppl. 2): 361-381. Epub 2015 June 01.

Resumen La etapa post-metamórfica es esencial en la historia de vida de los invertebrados marinos. Durante este período, los animales son más vulnerables y sufren una elevada mortalidad, que influye en la distribución y abundancia de las poblaciones de los adultos. También es durante este período cuando grandes cambios morfológicos ocurren en los individuos, lo que complica su identificación taxonómica. Los ofiuroideos juveniles son el componente principal para la mayor parte de la composición de la meiofauna en ciertas épocas del año y en algunos lugares. Sin embargo, son ignorados por la mayoría de los estudios ecológicos debido a las dificultades de identificación. De esta manera, la descripción de las fases juveniles presenta mayor importancia, sobre todo en estudios relacionados con la dinámica poblacional y de composición de fauna. Este trabajo tiene como objetivo describir la ontogenia de nueve especies de aguas profundas de las regiones Sudeste y Sur de Brasil, siendo el primer registro en la literatura sobre cambios morfológicos -a partir del crecimiento- para ocho de ellos. La mayoría de los organismos se tomaron en el intervalo de 60 a 800 m de profundidad, entre diciembre de 1997, enero de 1998 y marzo de 1998, durante el programa REVIZEE Sur-Score / Bentos. También se incluyen en este estudio material adicional del Museo de Zoología de la Unicamp (ZUEC). Para las identificaciones y descripciones de las diferentes etapas, las muestras se secaron y fueron fotografiadas. Los juveniles fueron identificados por "al revés" el proceso de crecimiento a través de la serie desde adultos hasta los individuos de menores tallas, una metodología exitosa en estudios anteriores. Las especies seleccionadas para la descripción de la serie de crecimiento fueron escogidas de acuerdo a su abundancia relativa en diferentes etapas de desarrollo. Algunos individuos fueron montados en tacos de aluminio para la microscopía electrónica de barrido. Las especies se estudiadas fueron: Ophiacantha pentacrinus (Ophiacanthidae), Ophiomastus satelitae, Ophiomusium acuferum, Ophiomusium eburneum, Ophiomisidium tommasii, Ophiura ljungmani, Ophiura clemens (Ophiuridae), Amphiura complanata (Amphiuridae) y Ophiothrix rathbuni (Ophiotrichidae). El análisis del desarrollo post-metamórfico de los individuos reveló que muchas especies podrían ser identificadas desde sus etapas más juveniles, sobre todo a partir de caracteres morfológicos externos. Este estudio nos permite sostener que algunas estructuras permanecen casi inalteradas durante toda la vida del organismo, mientras que otras están sujetas a transformaciones. De este modo, se contribuye al conocimiento más amplio de algunas especies de ofiuroideos, con relación a la caracterización de sus diferentes etapas de desarrollo.

Does water level affect benthic macro-invertebrates of a marginal lake in a tropical river-reservoir transition zone? / O nível de água afeta os macro-invertebrados bentônicos de uma lagoa marginal na região de transição rio - represa de zona tropical?

Benthic macro-invertebrates are important components of freshwater ecosystems which are involved in ecological processes such as energy transfer between detritus and consumers and organic matter recycling. The aim of this work was to investigate the variation in organism richness, diversity and density of benthic fauna during the annual cycle in Camargo Lake, a lake marginal to Paranapanema River, southeast Brazil. The correlation of environmental factors with community attributes of the macro-benthic fauna was assessed. Since Camargo Lake is connected to the river, we tested the hypothesis that water level variation is the main regulating factor of environmental variables and of the composition and abundance of benthic macro-invertebrates. The results indicated that lake depth varied with rainfall, being the highest at the end of the rising water period and the lowest at the beginning of this period. The sediment granulometry was more heterogeneous at the bottom of the lake by the end of the high water period. The benthic macro-invertebrate fauna was composed by 15 taxa. The Diptera order was represented by seven taxa and had greater richness in relation to other taxa. This group was responsible for 60% of the total abundance of organisms, followed by Ephemeroptera (22%) and Anellida (16%). Significant differences were observed over time in total richness and, in density of Narapa bonettoi, Chaoborus, Ablabesmyia gr. annulata, Chironomus gigas, Larsia fittkau, and Procladius sp. 2. Total taxa richness correlated negatively with water pH, transparency, conductivity, and bottom water oxygen. Higher positive correlations were found between the densities of some taxa and bottom water oxygen, conductivity and very fine sand, silt + clay of sediment, while negative correlations were recorded with organic matter, and fine, medium and coarse sand, bottom water temperature, mean temperature and rainfall. The significant temporal difference in water level was associated with changes in abiotic factors and macro-invertebrate community attributes.

Os macro-invertebrados são componentes importantes de ecossistemas aquáticas continentais, envolvidos em processos ecológicos como transferência de energia entre detritos e consumidores e, reciclagem de matéria orgânica. O objetivo deste trabalho foi investigar a variação na riqueza de organismos, diversidade e densidade da fauna bentônica durante um ciclo anual na Lagoa do Camargo, marginal ao Rio Paranapanema, sudeste do Brasil. Eventuais relações de fatores ambientais com atributos da comunidade macro-bentônica foram verificadas. Visto que a Lagoa do Camargo é conectada com o rio, nós testamos a hipótese de que a variação do nível de água é o principal fator regulador das variáveis ambientais e da composição e abundância dos macro-invertebrados bênticos. Os resultados indicaram que a profundidade da lagoa variou com a precipitação, sendo mais alta no final do período da enchente e mais baixa no inicio deste período. A granulometria do sedimento foi mais heterogênea no fundo da lagoa no final do período de cheia. A fauna de macro-invertebrados bênticos foi composta de 15 taxa. A ordem Diptera foi representada por sete taxa e tem maior riqueza em relação aos outros taxa. Este grupo foi responsável por 60% da abundância total de organismos, seguido por Ephemeroptera (22%) e Anellida (16%). Diferenças temporais significativas foram observadas na riqueza total e, na densidade de Narapa bonettoi, Chaoborus, Ablabesmyia gr. annulata, Chironomus gigas, Larsia fittkau, and Procladius sp. 2. A riqueza total de taxa correlacionou-se negativamente com pH da água, transparência, condutividade e oxigênio na água do fundo. As mais altas correlações positivas foram encontradas entre as densidades de alguns taxa e oxigênio da água de fundo, condutividade e areia muito fina, silte + argila do sedimento, enquanto que correlações negativas foram obtidas com matéria orgânica, e areia fina, média e grossa, temperatura da água de fundo, temperatura média e precipitação. A diferença temporal significativa do nível de água foi associada a mudanças nos fatores abióticos e nos atributos da comunidade de macro-invertebrados.

Avaliação da qualidade dos sedimentos da orla de Santos empregando-se ensaios de toxicidade e caracterização da estrutura da comunidade macrobentônica / Sediment quality assessment of Santos shoreline trough toxicity assays and characterization of macrobenthic community structure

O presente trabalho avaliou a qualidade do sedimento da orla de Santos por meio da realização de ensaios de toxicidade e caracterização da estrutura da comunidade de macrofauna bentônica em 7 pontos localizados nas desembocaduras dos canais de drenagem fluvial nas praias de Santos-SP. Foram realizadas duas campanhas (Verão-Fevereiro de 2008 e Inverno--Julho de 2008). Os ensaios de toxicidade com ouriço-do-mar Lytechinus variegatus foram realizados nos tratamentos elutriato e interface sedimento-água, conforme ABNT NBR 15350/2006. A macrofauna bentônica foi identificada em Mollusca, Crustacea e Polychaeta, e calculadas a densidade média (inds/0,026m²) e dominância de Polychaeta. Nas campanhas de Verão e Inverno, o tratamento interface sedimento-água apresentou toxicidade em todos os pontos, enquanto o tratamento elutriato somente apresentou toxicidade nos pontos 6 e 7. A dominância de polychaeta correlacionou-se negativamente (r = -0,56) com a granulometria e positivamente (r = 0,93) com a matéria orgânica da campanha de inverno, sendo algumas espécies bioindicadoras de ambientes poluídos e anóxicos.

This study evaluated the toxicity of the sediment on 7 points located in front of drainage canals river on the beaches of Santos-SP, together with the characterization of the community structure of benthic macrofauna. Were performed campaign summer (February 2008) and the campaign winter (July 2008). The toxicity tests with sea-urchin Lytechinus variegatus treatments were performed in elutriate and sediment-water interface, as ABNT NBR 15350/2006. The benthic macrofauna wasidentified as Mollusca, Crustacea and Polychaeta, and it was calculated mean density (ind/0,026m²) and Polychaeta dominance. In campaigns for summer and winter treatment sediment-water interface showed toxicity at all points, while the treatment elutriate showed toxicity at points 6 and 7. Polychaeta dominance was negatively correlated (r = -0,56) with granulometry and positively correlated with organic matter for the winter campaign, being some of these species indicators of polluted and anoxic environments.

Utilização de macroinvertebrados bentônicos no biomonitoramento de atividades antrópicas na bacia de drenagem do Reservatório de Itupararanga, Votorantim - SP, Brasil / Using benthic macroinvertebrates for biomonitoring the anthropic activity in the drainage basin of Itupararanga reservoir, Votorantim - SP, Brazil

Objetivo - A Represa de Itupararanga é a principal fonte de abastecimento de água da região de Sorocaba, banhando os municípios de Ibiúna, Piedade, São Roque, Cotia, Vargem Grande Paulista, Mairinque, Alumínio e Votorantim, no Estado de São Paulo. O trabalho tem como objetivo avaliar a diversidade de macroinvertebrados bentônicos abordando as relações de parâmetros bióticos e abióticos em diferentes pontos da bacia de drenagem da Represa de Itupararanga. Métodos - Realizou-se quatro coletas no período de setembro de 2008 a abril de 2009, cada uma com 5 pontos amostrais, dos quais dois foram lagoas marginais à represa, um riacho, um ponto na Represa de Itupararanga e um ponto na Cachoeira da Chave. Os macroinvertebrados bentônicos foram coletados com ajuda do aparelho amostral "Surber" sendo triados e identificados no Laboratório de Ciências Biológicas da Universidade Paulista, campus Sorocaba. Resultados - No inventárioforam encontradas 22 taxas, sendo 5 famílias de Diptera, 1 família de Megaloptera, 5 famílias de Odonata, 3 famílias de Coleoptera, 5 famílias de Hemiptera e 3 famílias de Ephemeroptera. Houve predominância de Chironomidae (Diptera) com 68,6% dos organismos, seguidos de Pleidae (Hemiptera) com 7,14% dos organismos e Libellulidae (Odonata) com 4,48% dos organismos coletados. Os pontos com valores mais altos no índice de diversidade de Shannon-Wiener foram as lagoas marginais que coincidiram com valores mais baixos de condutividade e sólidos totais dissolvidos. Conclusão - Analisando a bacia através do índice biótico BMWP, concluiu-se que encontra-se em estado aceitável, com algumas evidências de contaminação.

Objective - The Itupararanga reservoir is the main supply source of potable water for the Sorocaba region, in the state of São Paulo, Brazil, and it supplies the municipalities of Ibiúna, Piedade, São Roque, Cotia, Vargem Grande Paulista, Mairinque, Alumínio and Votorantim. The purpose of this study was to analyze the diversity of benthic macroinvertebrates, including the relationships between biotic and abiotic parameters, at different points around the drainage basin of the Itupararanga reservoir. Methods - Four sets of samples were taken over the period between September 2008 and April 2009, with each set consisting of following 5 sampling points: two from the lakes adjacent to the reservoir, one from a nearby stream, one from a point in the Itupararanga reservoir and one from the local Chave Waterfall. The benthic macroinvertebrates were collected with the aid of a "Surber" sampling apparatus, and they were subsequently triaged and identified in the Laboratory of Biological Sciences of Sorocaba, campus of the University Paulista. Results - We found 22 taxa were found in the species inventory present in the samples, including 5 families of Diptera, 1 family of Megaloptera, 5 families of Odonata, 3 families of Coleoptera,5 families of Hemiptera and 3 families of Ephemeroptera. There was a predominance of Chironomidae (Diptera), accounting for 68.6% ofthe organisms, followed by Pleidae (Hemiptera) and Libellulidae (Odonata), which accounted for 7.14% and 4.48% of the organisms collected, respectively. The sampling locations with the highest values in the Shannon-Wiener diversity index were the adjacent lakes, which were also the locations with the lowest values for conductivity and total dissolved solids. Conclusion - Upon analyzing the basin with the BMWP biotic index, we concluded that its overall condition is acceptable, although there is some evidence of contamination.

Sessile and sedentary macrofauna from the Pirapama Shipwreck, Pernambuco, Brazil / Macrofauna séssil e sedentária do Naufrágio Pirapama, Pernambuco, Brasil

Shipwrecks are considered artificial reef environments - structures immersed in aquatic environments (especially marine ones) that provide fauna with shelter, hard substrates, food and nursery areas. This study aimed to survey the benthic animal biodiversity of the Pirapama shipwreck, located 23 m deep and six miles off Recife harbor. From 2001 to 2007, species were observed, photographed and collected through scuba diving. The material was later sorted and identified in the laboratory. A total of 76 sessile and sedentary animal taxa were recorded belonging to the following phyla: Porifera (Demospongiae and Calcarea), Cnidaria (Hydrozoa and Anthozoa), Mollusca (Bivalvia and Gastropoda), Annelida (Polychaeta), Arthropoda (Cirripedia), Bryozoa (Gymnolaemata), Echinodermata (Asteroidea and Echinoidea), and Chordata (Ascidiacea). The greatest richness was for Porifera and Bryozoa - 13 listed species for each. Eleven new occurrences were recorded for the state of Pernambuco, the hydroid Halopteris polymorpha and ten bryozoan species, one of them being the first record for Brazil (Scrupocellaria curacaoensis). The Pirapama's biodiversity was considered typical when compared to other shipwrecks that have been studied around the world.

Naufrágios são classificados como ambientes recifais artificiais, estruturas imersas em ecossistemas aquáticos (principalmente marinhos) que fornecem abrigo, substratos consolidados, áreas de crescimento, alimentação e de berçário. Este estudo objetivou pesquisar a biodiversidade bentônica animal do Naufrágio Pirapama, localizado a 23 m de profundidade e a seis milhas do Porto de Recife. Entre 2001 e 2007 mergulhos autônomos foram realizados para coletar, observar e fotografar as espécies. No laboratório, o material foi posteriormente classificado e identificado. Um total de 76 táxons foi registrado para a fauna séssil e sedentária, pertencentes aos seguintes filos: Porifera (Demospongiae e Calcarea), Cnidaria (Hydrozoa e Anthozoa), Mollusca (Bivalvia e Gastropoda), Annelida (Polychaeta), Arthropoda (Cirripedia), Bryozoa (Gymnolaemata), Echinodermata (Asteroidea e Echinoidea), e Chordata (Ascidiacea). A maior quantidade de espécies foi de Porifera e Bryozoa, com 13 espécies listadas para cada um. Onze novas ocorrências foram registradas para o Estado de Pernambuco, o hidróide Halopteris polymorpha e dez espécies de briozoários, uma deles sendo o primeiro registro para o Brasil (Scrupocellaria curacaoensis). A biodiversidade do Pirapama foi considerada típica quando comparada com a de outros naufrágios que foram estudados no mundo.