Altitudinal distribution of the functional feeding groups of aquatic macroinvertebrates using an ecological network in Andean streams / Distribución altitudinal de los grupos funcionales de alimentación de macroinvertebrados acuáticos utilizando una red ecológica en arroyos andinos

ABSTRACT

Abstract Introduction: Analysis of functional feeding groups (FFG) in aquatic macroinvertebrates is important in understanding the structure, function, and dynamics of ecological processes in ecosystems. Modularity refers to the degree of compartmentalization of food webs and varies between -1 and 1. A network with a modularity value close to 1 is resilient to disturbances and can be interpreted as an indicating factor for the stability of communities. Objective: In this study, we analyzed the trophic structure of benthic macroinvertebrates in La Nitrera stream, the San Juan River, and the Cauca River in the Colombian Andes. Methods: The study was supported by ecological networking techniques using Gephi software. We studied nine sites in dry, rainy, and transition seasons in 2017 and 2018, monitoring changes in the altitude gradient. At each of the sites, the organisms were captured and determined, and physicochemical and hydraulic information was obtained. Results: The variance component analysis allowed to explain the variability of the data by relating the following environmental variables FFG, diversity, richness, modularity, season, and time. Simple multifactorial ANOVA indicated that significant changes in FFG were associated with altitude, and modularity to time. The allocation of the FFG was done by stomach analysis and secondary information. Conclusion: The transition season had the highest modularity, possibly due to the recolonization of some biotopes caused by the decrease in the velocity of water currents. La Nitrera and San Juan presented higher values than the Cauca, which may indicate that the altitudinal change and velocity of water currents affects the compartmentalization of the network.

RESUMEN

Resumen Introducción: El análisis de grupos funcionales de alimentación (GFA) en macroinvertebrados acuáticos es importante para comprender la estructura, función y dinámica de los ecosistemas de procesos ecológicos. La modularidad se refiere al grado de compartimentación de las redes alimentarias y varía entre -1 y 1. Una red con un valor de modularidad cercano a 1 es resistente a las alteraciones y puede interpretarse como un factor indicativo para la estabilidad de las comunidades. Objetivo: En este estudio se analizó la estructura trófica de los macroinvertebrados bentónicos, un elemento importante en la calidad ambiental, en el arroyo La Nitrera, el río San Juan y el río Cauca. Métodos: El estudio contó con el apoyo de técnicas de redes ecológicas utilizando el software Gephi. En 2017 y 2018, estudiamos nueve sitios en estaciones secas, lluviosas y de transición, monitoreando cambios en el gradiente de altitud. En cada uno de los sitios se capturaron y determinaron los organismos y se recogió información fisicoquímica e hidráulica. Resultados: El análisis de componentes de varianza permitió explicar la variabilidad de los datos relacionando las siguientes variables ambientales GFA, diversidad, riqueza, modularidad, estación y tiempo. La ANOVA simple multifactorial indicó que existen cambios significativos en los GFA en relación con la altitud, y la modularidad con el tiempo. La asignación de los GFA se realizó mediante análisis estomacal e información secundaria. Conclusión: La temporada de transición tuvo la mayor modularidad, posiblemente debido a la recolonización de algunos biotopos provocada por la disminución de la velocidad del cauce. La Nitrera y San Juan presentaron valores superiores a los del Cauca, lo que puede indicar que el cambio altitudinal y la velocidad de las corrientes de agua influyen en la compartimentación de la red.