Metabarcoding advances for ecology and biogeography of Neotropical protists: what do we know, where do we go? / Ecologia e biogeografia de protistas Neotropicais usando metabarcoding: O que sabemos? Para onde iremos?

Abstract: The Neotropics is one of the most diverse regions of the globe in terms of plants and animal species. Regarding the microbial world, however, little is known about the diversity and biogeography patterns of microorganisms in the Neotropics. The biogeography of several microbial taxonomic groups is still missing and/or incomplete, such as the protists. Despite the hard taxonomic identification of protists, the advance of molecular techniques (e.g., metabarcoding) have allowed to better explore the distribution of several protistan groups. Our goal here was to summarize the available information of Neotropical protists, focusing on metabarcoding studies, to explore what these data evidence on their ecology and biogeography. For this, we reviewed the findings from all articles that focused on or included the terrestrial protists using a metabarcoding approach and identified the gaps and future perspectives in this research field. We found that Neotropical protistan diversity patterns seem to be, at least in part, congruent with that of macro-organisms and, different than plants and bacteria, just weakly explained by environmental variables. We argue that studies with standardized protocols including different ecoregions are necessary, such as temperate forests, grasslands, and savannas from Southern of South America and Northern Atlantic Forest, to fully characterize the ecology and biogeography on Neotropical protists. Furthermore, dismembering evolutionary lineages and functional guilds of protists are important to better understand the relationship between diversity, dispersal abilities, and functionality of particular taxa of protists in their habitats.

Resumo: A região Neotropical é uma das mais diversas regiões do globo em termos de espécies vegetais e animais. Em relação ao mundo microbiano, entretanto, pouco se sabe sobre a diversidade e os padrões biogeográficos dos microrganismos no Neotrópico. Nesse contexto, a biogeografia de diversos grupos taxonômicos microbianos ainda é escasso e/ou incompleto como os protistas, devido à difícil identificação taxonômica de tais microscópicos organismos. Neste contexto, o avanço dos dados moleculares de amostras ambientais (por exemplo, metabarcoding) permitiu explorar a distribuição de vários grupos de protistas. Nosso objetivo aqui foi resumir as informações disponíveis dos protistas neotropicais, com foco em metabarcoding, para explorar o que esses dados evidenciam sobre sua ecologia e biogeografia. Para isso, revisamos os resultados de todos os artigos que enfocavam ou incluíam os protistas terrestres usando uma abordagem de metabarcoding e identificamos as lacunas e as perspectivas futuras neste campo de pesquisa. Os padrões de diversidade dos protistas Neotropicais parecem ser, pelo menos em parte, congruentes com os de macroorganismos e, diferentes das plantas e bactérias, sendo pouco explicados por variáveis ambientais. Estudos com protocolos padronizados incluindo diferentes Ecorregiões são necessários, como em florestas temperadas, campos nativos e savanas no sul da América do Sul e no norte da Mata Atlântica, para melhor caracterizar a ecologia e biogeografia de protistas Neotropicais. Além disso, é importante diferenciar linhagens evolutivas e guildas funcionais de protistas para entender melhor a relação entre diversidade, capacidade de dispersão e funcionalidade de determinados táxons de protistas em seus habitats.

Protists and other organisms on a minute snail periostracum / Protistas e outros organismos em um pequeno periostracum de caracol

Abstract Since the foundation of the Malacological Center in 1980, Universidad Centro Americana (UCA), Managua-Nicaragua, has been monitoring and collecting the marine, terrestrial, fluvial and lake mollusk population of the country. Many specimens have been photographed by Scanning Electronic Microscope (SEM), and in one of these, observation of the hairy periostracum reveals a seemingly thriving population of minute protists in possible symbiosis with their host. Adequate magnification and comparison with previous studies allowed the determination of these hosts as diatoms, testaceous amoebae, yeast, phacus, spores and other undetermined organisms which occur in tropical forests on rocks, trees and leaves. Here illustrated are diatoms and other organisms detected for the first time on the periostracum of a tropical rainforest mollusk.

Resumo Desde a fundação do Centro Malacológico em 1980, a Universidad Central Americana (UCA), Manágua-Nicarágua, vem acompanhando e coletando a população de moluscos marinhos, terrestres, fluviais e lagoas do país. Muitos espécimes foram fotografados pelo microscópio eletrônico de varredura (SEM) e, em um deles, a observação do periostracum peludo revela uma população aparentemente próspera de protistas de minuto em possível simbiose com o hospedeiro. A ampliação adequada e a comparação com estudos anteriores permitem a determinação dessas diatomáceas, amebas testaceas, leveduras, phacus, esporos e outros organismos indeterminados que ocorrem em florestas tropicais em rochas, árvores e folhas. Aqui estão as diatomeas e outros organismos pela primeira vez detectados no periostracum de um molusco tropical.

Protists and other organisms on a minute snail periostracum

Abstract Since the foundation of the Malacological Center in 1980, Universidad Centro Americana (UCA), Managua-Nicaragua, has been monitoring and collecting the marine, terrestrial, fluvial and lake mollusk population of the country. Many specimens have been photographed by Scanning Electronic Microscope (SEM), and in one of these, observation of the hairy periostracum reveals a seemingly thriving population of minute protists in possible symbiosis with their host. Adequate magnification and comparison with previous studies allowed the determination of these hosts as diatoms, testaceous amoebae, yeast, phacus, spores and other undetermined organisms which occur in tropical forests on rocks, trees and leaves. Here illustrated are diatoms and other organisms detected for the first time on the periostracum of a tropical rainforest mollusk.

Resumo Desde a fundação do Centro Malacológico em 1980, a Universidad Central Americana (UCA), Manágua-Nicarágua, vem acompanhando e coletando a população de moluscos marinhos, terrestres, fluviais e lagoas do país. Muitos espécimes foram fotografados pelo microscópio eletrônico de varredura (SEM) e, em um deles, a observação do periostracum peludo revela uma população aparentemente próspera de protistas de minuto em possível simbiose com o hospedeiro. A ampliação adequada e a comparação com estudos anteriores permitem a determinação dessas diatomáceas, amebas testaceas, leveduras, phacus, esporos e outros organismos indeterminados que ocorrem em florestas tropicais em rochas, árvores e folhas. Aqui estão as diatomeas e outros organismos pela primeira vez detectados no periostracum de um molusco tropical.

Protozoa ciliates community structure in urban streams and their environmental use as indicators / Estrutura da comunidade de protozoários ciliados em córregos urbanos e sua utilização como indicadores

Abstract The objective of this work was to investigate the patterns of diversity and abundance of ciliates protozoa community in three tropical urban streams and verify which species can be considered bioindicators of water quality. In each stream, three regions (headwater, middle and mouth) were sampled in two years, in the rainy and dry seasons. The abiotic factors (dissolved oxygen, pH, temperature, turbidity, width, depth, flow and conductivity) and biotic factors (total coliforms, bacterioplankton, chlorophyll and flagellates) were analyzed using appropriate methods and ciliates were identified and counted through specialized literature. We identified 84 species distributed into 24 orders. Peniculida was the most representative order followed by Prorodontida. The RDA scores showed a spatial difference between streams. On the other hand, regarding the temporal variation, there was no separation of the sampled data. The Indval analysis showed ten species indicators, such as Coleps hirtus, Euplotes moebiusi and Tintinidium pusillum. The Cluster analysis per stream versus period showed a greater distinction of the streams in the dry season. On the other hand, a low similarity was observed between sections within the same stream. In summary, the results indicated that the ciliates can be used as important tools as bioindicators in lotic environments affected by different degrees of pollution, due to the fact that they have short life cycle, allowing the detection of impacts on a small time scale, as well as by having direct answers to environmental changes and high sensitivity to contaminants.

Resumo O objetivo deste trabalho foi investigar os padrões de diversidade e abundância da comunidade de protozoários ciliados em três córregos urbanos tropicais, bem como verificar quais espécies podem ser consideradas bioindicadoras da qualidade da água. Em cada córrego foram amostradas três regiões (cabeceira, intermediária e foz) em dois anos, nas estações chuvosa e seca. Os fatores abióticos (oxigênio dissolvido, pH, temperatura, turbidez, largura, profundidade, fluxo e condutividade) e fatores bióticos (coliformes totais, bacterioplâncton, clorofila e flagelados) foram analisados ​​por metodologia específica e os ciliados foram contados e identificados por meio de literatura especializada. Foram identificadas 84 espécies distribuídas em 24 ordens. Peniculida foi a ordem mais representativa, seguida por Prorodontida. Os escores da RDA mostraram uma diferença espacial entre os córregos. Por outro lado, em relação à variação temporal, não houve separação entre os dados amostrados. A análise Indval mostrou dez espécies indicadoras, como Coleps hirtus, Euplotes moebiusi e Tintinidium pusillum. A análise de Cluster realizada por riacho versus período evidenciou uma maior distinção dos córregos no período seco. Por outro lado, foi observada uma baixa similaridade entre os locais dentro do mesmo córrego. Em síntese, os resultados indicaram que os ciliados podem ser utilizados como ferramentas importantes como bioindicadores em ambientes lóticos afetados por diferentes graus de poluição, devido ao fato de apresentarem um curto ciclo de vida, permitindo a detecção de impactos em uma pequena escala de tempo, bem como por apresentarem respostas diretas às mudanças ambientais e alta sensibilidade a contaminantes.

Structure of the testate amoebae community in different habitats in a neotropical floodplain / Estrutura da comunidade de amebas testáceas em diferentes hábitats em uma planície de inundação neotropical

This study evaluated the differences in composition, abundance and morphology of testate amoebae among different habitats of the same aquatic environment (plankton, aquatic macrophyte and sediment) in the Upper Paraná River floodplain. Triplicate samplings were undertaken monthly at each habitat from April 2007 to March 2008. The structure of the community of testate amoebae was different among the habitats. The species typical for each habitat, according to Indval, were classified by their shell morphology. Arcella species together with Difflugia gramen and Difflugia pseudogramem were more abundant for plankton. Trinema and Phryganella stood out by their abundance and frequency in aquatic macrophytes. Centropyxis was an indicator of sediment. The results indicated a higher frequency of hemispherical and spherical shells in plankton and spherical and elongated shells in aquatic macrophytes. In the sediment, there was a high frequency of elongated species. Our results support the hypothesis that the community of testate amoebae has different structures among the habitats, refuting the idea that the organization of this community in plankton is guided by random events like the resuspension of organisms from the sediment and their displacement from marginal vegetation.

Este estudo avaliou as diferenças na composição, abundância e morfologia das amebas testáceas entre diferentes hábitats de um mesmo ambiente aquático (plâncton, macrófitas aquáticas e sedimento) da planície de inundação do alto rio Paraná. As amostras foram coletadas mensalmente no período de abril de 2007 a março de 2008. A estrutura da comunidade de amebas testáceas foi diferente entre os hábitats. As espécies típicas para cada hábitat, de acordo com o Indval, foram classificadas pela morfologia da teca. Espécies de Arcella, Difflugia gramen e Difflugia pseudogramem foram mais abundantes para o plâncton. Trinema e Phryganella destacaram-se pela alta abundância e frequência nas macrófitas aquáticas. Centropyxis foi considerado indicador do sedimento. Os resultados indicaram uma alta frequência de tecas esféricas e hemisféricas no plâncton e de tecas alongadas nas macrófitas aquáticas. No sedimento foi registrada uma maior frequência de espécies alongadas. Nossos resultados suportam a hipótese que a comunidade de amebas testáceas possui estrutura diferente entre os hábitats, refutando a ideia que a comunidade presente no plâncton é guiada por processos estocásticos como a ressuspensão dos organismos do sedimento e simples carreamento da vegetação marginal.

Loricate Choanoflagellates from the South Atlantic coastal zone (~32 ºS) including the description of Diplotheca tricyclica sp. nov / Choanoflagelados Loricados da zona costeira do Atlântico Sul (~32 ºS) incluindo a descrição de Diplotheca tricyclica sp. nov

The biodiversity of marine heterotrophic protists is poorly known in the South Atlantic coastal zone (~32 ºS) especially regarding the nanoflagellates. The presence of loricate choanoflagellates was reported for the first time in the Patos Lagoon estuary and the adjacent coastal zone. Seventeen species of eleven genera of loricate choanoflagellates were observed between October 1998 and May 2000 in fixed water samples (lugol's solution + glutaraldehyde) in a JEM 100-SX transmission electron microscope. Most species were recorded in euhaline and mixopolyhaline waters during the spring and summer, none in autumn and a few (four) in winter. The absence of choanoflagellates at the more sheltered inshore stations is due freshwater influence, and at the beach station, probably due the strong wave action. The probably cosmopolitan species Pleurasiga minima, Cosmoeca norvegica, C. ventricosa and Parvicorbicula circularis were present in spring or summer in the estuary channel and coastal area while Stephanoeca diplocostata which apparently prefers lower temperature, was recorded in winter. Calotheca alata and Campyloacantha spinifera are mainly temperate species and were present in spring. The new species Diplotheca tricyclica was recorded at the estuary channel in the summer 1999, in high salinity water.

A biodiversidade de protistas heterotróficos é pouco conhecida na zona costeira do Atlântico Sul (~32 ºS), especialmente dos nanoflagelados. No presente estudo, foi registrada pela primeira vez a presença de coanoflagelados loricados no estuário da Lagoa dos Patos e na zona costeira adjacente. Dezessete espécies de onze gêneros de coanoflagelados loricados foram observadas em amostras de água fixadas (solução de lugol + glutaraldeido) coletadas entre outubro de 1998 e maio de 2000, e analisadas em microscópio de transmissão JEM 100-SX. A maior parte das espécies foi registrada em águas euhalinas e mixopolihalinas durante a primavera e o verão, nenhuma no outono e poucas (quatro) no inverno. A ausência de coanoflagelados nas estações mais protegidas deve-se a influência da água doce, e na estação da praia deve-se, provavelmente, a forte ação das ondas. As espécies, provavelmente cosmopolitas, Pleurasiga minima, Cosmoeca norvegica, C. ventricosa and Parvicorbicula circularis ocorreram na primavera ou no verão no canal principal do estuário e na área costeira, enquanto Stephanoeca diplocostata, que aparentemente prefere baixas temperaturas, foi registrada no inverno. Calotheca alata e Campyloacantha spinifera são principalmente de ambientes temperados e estiveram presentes na primavera. Uma espécie nova, Diplotheca tricyclica, foi registrada na área do canal principal do estuário, no verão de 1999, em águas de alta salinidade.