RESUMEN

Non-native species of aquatic plants may become invasive and affect native communities, reducing the diversity of plants and other organisms. In general, the successful colonization of new habitats by macrophytes depends first on their dispersion ability and second on the existence of favorable abiotic conditions. In this investigation, we used a transplant experiment to test the effects of habitat water (main river channel versus lake) and habitat sediment (river sediment versus lake sediment) on the growth of two species, the non-native Hydrilla verticillata and the native macrophyte Egeria najas. We tested the hypothesis that the non-native species is more successful when it grows in the river channel with river sediment as substrate, whereas the native E. najas is more successful when it grows in the lake with lake sediment as substrate. Fragments of both species were planted in river and lake sediment and transported to the main river channel and a lake for the growing period. The field experiment results demonstrated that H. verticillata did not grow in either river or lake sediment when planted in the lake. However, this species developed higher root biomass than E. najas in the main river channel, which explains its predominance in this type of habitat. The results support the view that habitat characteristics are determinants of the successful or unsuccessful growth of H. verticillata in our study sites. Finally, H. verticillata invasiveness may improve after certain lag times in response to alterations in habitat, as observed for several other non-native species. Thus, future invasions of floodplain lakes by this species cannot be discarded.

Espécies não-nativas de plantas aquáticas podem se tornar invasoras e afetar as comunidades nativas, reduzindo a diversidade de plantas e de outros organismos. Em geral, a colonização por macrófitas em novos habitats depende em primeiro lugar de sua capacidade de dispersão e à existência de condições abióticas favoráveis. Nesta investigação foi utilizado um experimento de transplante para testar os efeitos da água do habitat (calha principal do rio versus lago) e sedimentos do habitat (sedimento do rio versus sedimento do lago) sobre o crescimento de duas espécies de macrófitas aquáticas a não-nativa Hydrilla verticillata e nativa Egeria najas. Foi testada a hipótese de que as espécie não-nativa é mais bem sucedida quando cresce no canal do rio com sedimento do rio como substrato, enquanto a nativa E. najas é mais bem sucedida quando cresce no lago com sedimento do lago como substrato. Fragmentos de ambas as espécies foram plantadas em sedimentos do rio e do lago e transportadas para o Rio e um lago para o cultivo. Resultados em campo mostraram que H. verticillata não cresceu no lago, em ambos os sedimentos (rio e lago). No entanto, esta espécie desenvolveu maior biomassa da raiz no rio, comparada a E. najas, o que explica sua predominância neste tipo de habitat. Os resultados apóiam a visão de que as características do habitat são determinantes para o sucesso ou insucesso de H. verticillata nos locais em que foram estudados. Finalmente, a invasão H. verticillata pode melhorar após um determinado intervalo de tempo em resposta a alterações no habitat, como observado para várias outras espécies não-nativas e, portanto, a futura invasão de lagos de várzea por esta espécie não pode ser descartada.

Asunto(s)

RESUMEN

This study investigated the structure of the Oligochaeta and Chironomidae assemblages associated with monospecific stands of two submerged macrophyte species: Egeria najas and Hydrilla verticillata. Samplings were carried out in Leopoldo Backwater and Paraná river, in August 2008. To assess the structure of Oligochaeta and Chironomidae assemblage in each macrophyte we calculated: species density, richness, diversity, and evenness. A detrended correspondence analysis (DCA) was used to summarize Oligochaeta and Chironomidae assemblages composition. The highest values of species density and richness for the two groups were recorded in H. verticillata. Although there were no significant differences in density, richness and Shannon diversity, the assemblage composition of these groups was significantly different between plant species. These results suggest that despite being a recent colonizer in the upper Paraná river habitats, the non-native species H. verticillata seems to provide favorable conditions for the establishment of native assemblages of Chironomidae and Oligochaeta. Moreover, differences in the species composition of Oligochaeta and Chironomidae arose from peculiar characteristics of each plant, as attached microorganisms and organic matter, so that other factors, rather than plant architecture can also influence the assemblage of these groups.(AU)

Este estudo objetivou investigar a estrutura da assembleia de Oligochaeta e Chironomidae em associação com bancos puros de duas espécies de macrófitas submersas: Hydrilla verticillata e Egeria najas. As coletas foram realizadas no ressaco do Leopoldo e no rio Paraná, em agosto de 2008. Para avaliar a estrutura da assembleia de Oligochaeta e Chironomidae em cada macrófita foram calculados: densidade, riqueza, diversidade de Shannon e equitabilidade. Uma análise de correspondência destendenciada (DCA) foi usada para sumarizar a composição da assembleia de Oligochaeta e Chironomidae. Os maiores valores de densidade e riqueza para os dois grupos foram registrados na H. verticillata. Embora não houvesse nenhuma diferença significativa na densidade, riqueza e diversidade de Shannon, a composição da assembleia desses grupos foi significativamente diferente entre as macrófitas. Esses resultados sugerem que apesar de ser uma colonizadora recente dos habitats do alto rio Paraná, H. verticillata parece prover condições favoráveis para o estabelecimento das assembleias de Oligochaeta e Chironomidae. Além disso, diferenças na composição de espécies desses grupos ocorreram devido às características peculiares de cada planta, como micro-organismos e matéria orgânica aderidos, de forma que outros fatores, em vez de arquitetura da planta, podem também influenciar a assembleia desses grupos.(AU)

Asunto(s)

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This study investigated the structure of the Oligochaeta and Chironomidae assemblages associated with monospecific stands of two submerged macrophyte species: Egeria najas and Hydrilla verticillata. Samplings were carried out in Leopoldo Backwater and Paraná river, in August 2008. To assess the structure of Oligochaeta and Chironomidae assemblage in each macrophyte we calculated: species density, richness, diversity, and evenness. A detrended correspondence analysis (DCA) was used to summarize Oligochaeta and Chironomidae assemblages composition. The highest values of species density and richness for the two groups were recorded in H. verticillata. Although there were no significant differences in density, richness and Shannon diversity, the assemblage composition of these groups was significantly different between plant species. These results suggest that despite being a recent colonizer in the upper Paraná river habitats, the non-native species H. verticillata seems to provide favorable conditions for the establishment of native assemblages of Chironomidae and Oligochaeta. Moreover, differences in the species composition of Oligochaeta and Chironomidae arose from peculiar characteristics of each plant, as attached microorganisms and organic matter, so that other factors, rather than plant architecture can also influence the assemblage of these groups.

Este estudo objetivou investigar a estrutura da assembleia de Oligochaeta e Chironomidae em associação com bancos puros de duas espécies de macrófitas submersas: Hydrilla verticillata e Egeria najas. As coletas foram realizadas no ressaco do Leopoldo e no rio Paraná, em agosto de 2008. Para avaliar a estrutura da assembleia de Oligochaeta e Chironomidae em cada macrófita foram calculados: densidade, riqueza, diversidade de Shannon e equitabilidade. Uma análise de correspondência destendenciada (DCA) foi usada para sumarizar a composição da assembleia de Oligochaeta e Chironomidae. Os maiores valores de densidade e riqueza para os dois grupos foram registrados na H. verticillata. Embora não houvesse nenhuma diferença significativa na densidade, riqueza e diversidade de Shannon, a composição da assembleia desses grupos foi significativamente diferente entre as macrófitas. Esses resultados sugerem que apesar de ser uma colonizadora recente dos habitats do alto rio Paraná, H. verticillata parece prover condições favoráveis para o estabelecimento das assembleias de Oligochaeta e Chironomidae. Além disso, diferenças na composição de espécies desses grupos ocorreram devido às características peculiares de cada planta, como micro-organismos e matéria orgânica aderidos, de forma que outros fatores, em vez de arquitetura da planta, podem também influenciar a assembleia desses grupos.

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Decomposition of aquatic plants is influenced by several biotic and abiotic factors. Among them, temperature plays an important role. Despite the increasing number of studies describing the effects of temperature on the decomposition of aquatic macrophytes, little attention has been given to the decay of submerged macrophytes. In this paper, we assessed the effect of temperature on weight loss and chemical composition of detritus of the submerged aquatic macrophyte Egeria najas Planchon (Hydrocharitaceae). Fresh plant material was maintained at 17ºC and 27ºC, in the dark, in incubation chambers. The overall decay process was best described by a linear model, with rates of 0.014 day-1 (R² = 94%) and 0.045 day-1 (R² = 96%) obtained at 17ºC and 27ºC, respectively. The analysis of covariance (ANCOVA) indicated a significant difference between the decomposition rates at the two temperatures. The rapid breakdown of E. najas detritus, indicated by the decay coefficient, may be explained by its low content of resistant compounds such as cellulose and lignin. The variables analyzed in this study (pH, electrical conductivity, dissolved oxygen in the water and organic matter, total nitrogen and total phosphorus concentration in detritus) showed accentuated responses at 27ºC. It is likely that the higher temperature increased microbial activity and, therefore, oxygen consumption in the water, consequently affecting the pH and the rate of ion and nutrient liberation into the aquatic ecosystem. Due to the rapid decomposition of E. najas at high temperatures, a small exportation is expected of this species from its stands to distant regions in tropical reservoirs, where it is considered a potential nuisance species.

Inúmeros fatores bióticos e abióticos influenciam a decomposição de plantas aquáticas, destacando-se, entre eles, a temperatura. Apesar do grande número de estudos descrevendo os efeitos da temperatura sobre a decomposição de macrófitas aquáticas, pouca atenção tem sido dada à decomposição de espécies submersas. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito da temperatura sobre a perda de peso e composição química do detrito da macrófita aquática submersa Egeria najas Planchon (Hydrocharitaceae). O material vegetal fresco foi mantido em temperaturas constantes de 17ºC e 27ºC, no escuro, em uma câmara de incubação. O modelo que melhor descreveu o processo de decomposição foi o modelo linear, com taxas de 0,014 dia-1 (R² = 94%) e 0,045 dia-1 (R² = 96%) obtidas às temperaturas de 17ºC e 27ºC, respectivamente. A análise de covariância (ANCOVA) indicou diferença significativa entre as taxas de decomposição nas duas temperaturas estudadas. É possível que o baixo conteúdo de compostos de resistência presentes na planta, como celulose e lignina, seja o responsável pela alta taxa de decomposição de E. najas, indicada pelo coeficiente de decomposição. As variáveis analisadas (pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido na água, concentração de matéria orgânica, nitrogênio total e fósforo total no detrito) demonstraram resposta acentuada a 27ºC. Provavelmente, as maiores temperaturas aumentam a atividade microbiana, aumentando, assim, o consumo de oxigênio na água e, conseqüentemente, afetando o pH e a taxa de liberação de íons e nutrientes para o ecossistema aquático. Em razão da rápida decomposição de E. najas em altas temperaturas, espera-se uma baixa taxa de exportação dessa espécie de seus estandes para regiões distantes em reservatórios tropicais, onde é considerada uma espécie potencialmente daninha.