Chironomidae (Diptera) species diversity of estuaries across a land use gradient on the Caribbean coast of Costa Rica / Diversidad de especies de Chironomidae (Diptera) de estuarios en un gradiente de uso de suelo en la costa Caribe de Costa Rica

ABSTRACT

Abstract The family Chironomidae (Diptera) is the most widely distributed, most diverse, and often the most abundant of all families of benthic macroinvertebrates in aquatic ecosystems, including estuaries and other coastal marine ecosystems. Chironomid assemblages are likely to provide a useful measure of biotic integrity in estuaries of Costa Rica, which lack an intensive estuarine bioassessment tool to support environmental monitoring and regulatory programs. We characterized the taxonomic composition of Chironomidae, tested a Chironomidae Index of Biotic Integrity (CIBI) developed from extrinsic pollution tolerance values for its efficacy in evaluating the surface water quality and physical habitat, and made recommendations for increasing the sensitivity of the CIBI to detect differing degrees of stress across a range of estuaries in Costa Rica. Specifically, we selected nine estuaries within six different watersheds across a land use gradient located on the Caribbean coast of Costa Rica and collected Chironomidae surface-floating pupal exuviae (SFPE) samples biannually for two consecutive years (July 2012, Jan. 2013, July 2013, Jan. 2014). We identified 228 morphospecies and 70 genera from 17 071 Chironomidae pupal exuviae collected from nine estuaries, which ranked in the following order from lowest to highest biotic integrity based on CIBI scores Estero Negro, Laguna Cuatro, Laguna Jalova, Laguna del Tortuguero, Río Parismina, Laguna Barra del Colorado, Río Pacuare, Río Bananito, and Río Estrella. The CIBI successfully differentiated between estuaries with poor versus good biotic integrity, indicating that CIBI could be used to evaluate the surface water quality and physical habitat of Costa Rican estuaries. We recommend that future studies refine our approach by developing regionally accurate genus and corresponding species-level tolerance values to improve the sensitivity of the CIBI for biological monitoring of Costa Rican estuaries. Rev. Biol. Trop. 66(3) 1118-1134. Epub 2018 September 01.

RESUMEN

Resumen La familia Chironomidae (Diptera) es la más ampliamente distribuida, más diversa y a menudo, la más abundante de todas las familias de macroinvertebrados bentónicos en ecosistemas acuáticos, incluyendo estuarios y otros ecosistemas marinos. Probablemente, los ensambles de quironómidos proporcionen una medida útil de integridad biótica en estuarios de Costa Rica, los cuales carecen de una herramienta de evaluación biológica que respalde programas de monitoreo ambiental y programas regulatorios. Caracterizamos la composición taxonómica de Chironomidae, probamos un Índice de Integridad Biótica de Chironomidae (CIBI) desarrollado a partir de valores de tolerancia de contaminación extrínseca, por su eficacia en evaluar la calidad de la superficie del agua y el hábitat físico. Además, realizamos recomendaciones para incrementar la sensibilidad del CIBI para detectar diferentes grados de estrés en un rango de estuarios en Costa Rica. Específicamente, seleccionamos nueve estuarios dentro de seis cuencas diferentes a lo largo de un gradiente de uso de suelo en la costa Caribe de Costa Rica y recolectamos muestras de las exuvias pupales que flotan en la superficie (SFPE) por dos años consecutivos (Julio 2012, Enero 2013, Julio 2013, Enero 2014). Identificamos 228 morfoespecies y 70 géneros de 17 071 exuvias de pupas de Chironomidae recolectadas en nueve estuarios, los cuales se clasificaron en el siguiente orden de menor a mayor integridad biótica basado en los valores del CIBI Estero Negro, Laguna Cuatro, Laguna Jalova, Laguna del Tortuguero, Río Parismina, Laguna Barra del Colorado, Río Pacuare, Río Bananito, y Río Estrella. El CIBI diferenció eficazmente entre estuarios con integridad biótica pobre versus buena, indicando que el CIBI puede ser usado para evaluar la calidad de la superficie del agua y el hábitat físico de estuarios de Costa Rica. Recomendamos que estudios futuros refinen nuestro planteamiento desarrollando valores de tolerancia de géneros precisos regionalmente y niveles correspondientes de especies para mejorar la sensibilidad del CIBI para el monitoreo de estuarios de Costa Rica.