Ecología funcional de las algas perifíticas en el Chocó colombiano: limitación de recursos, competencia y variables ambientales / Functional ecology of periphytic algae in the Colombian Chocó: resource limitations, competition, and environmental variables

Introducción: El conocimiento de las comunidades perifíticas es importante, dada su participación en la producción primaria de los ambientes fluviales; además, el perifiton es una valiosa comunidad bioindicadora. No obstante, hasta la fecha es poco lo que se conoce sobre la ecología funcional de esta comunidad en los ríos colombianos. Objetivo: En este trabajo se buscó caracterizar algunos aspectos funcionales de la comunidad de ficoperifiton de cuatro sistemas lóticos de la Reserva Natural La Planada, ubicada en el departamento de Nariño, Colombia. Métodos: Durante mayo de 2019, en cada río se establecieron entre uno y tres sitios de muestreo, en los cuales se midieron las características hidrológicas y fisicoquímicas y se determinó la composición taxonómica y algunos rasgos funcionales de las comunidades de algas perifíticas. Se calcularon la media ponderada comunitaria (MPC) y la varianza ponderada comunitaria (VPC) de estos rasgos y se exploró su relación con las variables abióticas mediante regresiones, correlaciones y análisis de correspondencia canónica (ACC). Resultados: Se registraron 59 géneros de algas, de los cuales a 47 se les midieron los rasgos funcionales. La MPC del rasgo exoesqueleto silíceo fue estadísticamente mayor en la quebrada El Tejón. La MPC y la VPC de los demás rasgos no varió entre ríos, pero en algunos de ellos la presencia de mucílago y la organización en filamentos tendió a ser mayor. La amplia fluctuación de la VPC de todos los rasgos funcionales parece señalar que estas comunidades ficoperifíticas no tienen limitaciones de recursos, la competencia es reducida y las especies tienden a ser funcionalmente diferentes. Las variables ambientales con mayor influencia fueron el caudal, la mineralización del agua, el pH y la transparencia. La presencia de mucílago se asoció con la dureza del agua y el predominio de algas filamentosas con la transparencia; el pH influyó positivamente la relación superficie/volumen (S/V). Conclusiones: Este estudio constituye una línea base que permitirá evaluar cambios en las comunidades de algas bentónicas ante posibles intervenciones y brindar pautas para eventuales acciones de restauración de los sistemas fluviales de esta región de importancia mundial por su elevada biodiversidad.

Introduction: Knowledge on the periphytic community is essential because of its central role in river primary production. Also, periphyton is a valuable bioindicator of the community. However, to the date, little is known about the functional ecology of these communities in Colombian rivers. Objective: This work sought to characterize functional aspects of the phycoperiphytic community of four lotic systems of the La Planada Natural Reserve, located in the Department of Nariño, Colombia. Methods: In May 2019, between one and three sampling sites were established in each river. Hydrological and physicochemical variables were measured. Periphyton was sample to determine the taxonomic composition of the benthic algae as well as some functional traits. From these traits, the community weighted mean (CWM) and community weighted variance (CWV) were calculated, and their relation with abiotic variables was explored using regressions, correlations, and a canonical correspondence analysis (CCA). Results: 59 genera of algae were recorded, from which 47 had its functional traits measured. The CWM of the siliceous exoskeleton trait was statistically higher in El Tejón creek. The other traits had similar CWM and CWV values in all rivers. However, the traits of the presence of mucilage and organization in filaments showed predominance in some streams. The fluctuating data of CWV in all rivers seem to indicate that these phycoperiphytic communities have no resource limitations, competition is low, and species tend to be functionally different. The environmental variables with the greatest influence were flow, water mineralization, pH, and water transparency. The hardness of the water and the presence of mucilage were associated, while the predominance of filamentous algae was related to transparency; pH positively influenced the surface/volume ratio (S/V). Conclusions: This study represents a baseline that will allow evaluating changes in the benthic algae communities in the face of possible interventions and providing guidelines for eventual actions to restore the river systems of this important region due to its high biodiversity.

Effects of intensive fish-farming and domestic wastewater on the periphytic algal community in a tropical coastal lagoon (Juara, Brazil) / Efeitos da piscicultura intensiva e de efluentes domésticos na comunidade de algas perifíticas em uma lagoa costeira tropical (Juara, Brasil)

This study aimed at evaluating the effects of the intensive fish-farming and the domestic wastewater on the structure of the phycoperiphyton community. Three experimental supports containing artificial substrate were assembled in two sampling sites: IF ­ region with intensive fish-farming and DW ­ near the domestic wastewater discharge. Samplings were carried out after the 21st, 26th and 31st day of colonization. The abiotic variables evaluated were: transparency, electrical conductivity, pH, turbidity, total suspended solids, alkalinity, dissolved oxygen, water temperature and nutrients. Phycoperiphyton was examined with regard to density, richness, abundance, dominance, diversity and eveness. Nutrients (total nitrogen, nitrate, ammonia nitrogen, orthophosphate and silicate) were different among the sampling sites. Although the total density, richness, diversity and evenness of phycoperiphyton were not affected by the different impacts, the density by class had differences between the sampling sites, with Bacillariophyceae presenting higher density at IF and Cyanophyceae and Coscinodiscophyceae at DW. Four taxa have been associated with the impact by domestic wastewater, and four, to the intensive fish-farming. The density by class of phycoperiphyton was the best attribute to evaluate the effects of human activity.

A presente pesquisa visou avaliar o efeito da piscicultura intensiva e de esgoto doméstico na estrutura da comunidade ficoperifítica. Foram implantados três suportes experimentais contendo substratos artificiais em duas estações amostrais da lagoa Juara: IF - região de piscicultura intensiva e DW - próxima ao lançamento de efluentes domésticos. As coletas foram realizadas após 21, 26 e 31 dias de colonização. As variáveis abióticas avaliadas foram transparência, condutividade elétrica, pH, turbidez, sólidos totais em suspensão, alcalinidade, oxigênio dissolvido, temperatura da água e nutrientes. As algas perifíticas foram analisadas pelos atributos: densidade, riqueza, abundância, dominância, diversidade e equitabilidade. As concentrações de nutrientes (nitrogênio total, nitrato, nitrogênio amoniacal, ortofosfato e silicato) diferiram entre as duas estações amostrais. Apesar da densidade total, riqueza, diversidade e equitabilidade não diferirem em relação às estações amostrais, a densidade por classes apresentou diferenças com Bacillariophyceae, tendo maior densidade em IF e Cyanophyceae e Coscinodiscophyceae em DW. Quatro táxons estiveram relacionados com o impacto por efluente doméstico e quatro com a piscicultura intensiva. A densidade por classes do ficoperifíton mostrou ser o melhor atributo quando se deseja avaliar o efeito das atividades antrópicas.

Periphytic algal community in artificial and natural substratum in a tributary of the Rosana reservoir (Corvo Stream, Paraná State, Brazil) / Comunidade de algas perifíticas em substrato artificial e natural em um tributário do reservatório de Rosana (Ribeirão do Corvo, Estado do Paraná, Brasil)

Periphytic algal community in artificial and natural substratum in a tributary of the Rosana reservoir (Corvo Stream, Paraná State, Brazil). This study evaluated the heterogeneity in periphytic algal community, under the influence of time colonization on artificial substratum. We also examined which abiotic variables most influenced the community in natural and artificial substratum. Egeria najas Planchon was used as natural substratum, and a plastic plant, as artificial. This experiment was carried out in a lateral arm from Rosana Reservoir, formed by Corvo Stream (Paranapanema river basin), in the period from November 21st to December 12nd, 2003, characterized as a warm and rainy period. Changes in species composition were assessed using the similarity indices. 495 taxa were registered in the phycoperiphytic community, distributed in 133 genera and 11 classes. Zygnemaphyceae, Bacillariophyceae, Chlorophyceae and Cyanophyceae presented higher species number, in both substrata. Staurodesmus, Closterium, Staurastrum and Cosmarium (Desmidiales); Gomphonema and Eunotia (Pennales); Characium, Scenedesmus and Desmodesmus (Chlorococcales); Anabaena and Aphanocapsa (Nostocales and Chroococcales, respectively) were the most species-rich genera. The epiphytic community reached the highest species richness in the 15th successional day. Regardless the substratum type, the number of species was probably related to the high concentrations of nutrients (phosphorus and nitrogen).

Este trabalho objetivou analisar a composição da comunidade de algas perifíticas sob influência do tempo de colonização em substrato artificial. Ainda procurou responder quais variáveis abióticas mais influenciaram na comunidade em substrato artificial e natural. Utilizou-se Egeria najas Planchon como substrato natural e planta de plástico semelhante à Egeria como artificial. O experimento foi realizado no rio do Corvo, tributário do reservatório de Rosana (bacia do Paranapanema). As amostragens foram realizadas de 21 de novembro a 12 de dezembro de 2003, quando o clima é caracterizado como quente e chuvoso. As alterações na composição específica do ficoperifíton foram analisadas utilizando-se o índice de similaridade. A comunidade de algas perifíticas compreendeu 495 táxons, distribuídos em 133 gêneros e 11 classes. Zygnemaphyceae, Bacillariophyceae, Chlorophyceae e Cyanophyceae apresentaram maior número de espécies, em ambos os substratos. Staurodesmus, Closterium, Staurastrum e Cosmarium (Desmidiales); Gomphonema e Eunotia (Pennales); Characium, Scenedesmus e Desmodesmus (Chlorococcales); Anabaena e Aphanocapsa (Nostocales e Chroococcales, respectivamente) foram os gêneros mais representativos. A comunidade perifítica do substrato artificial atingiu maior número de espécies no 15º dia sucessional. O número de espécies independentemente do tipo de substrato foi relacionado à maior disponibilidade de nutrientes (fósforo e nitrogênio).