RESUMO
BACKGROUND: The diversity and population genetic structure of many species have been shaped by historical and contemporary climatic changes. For the species of the South American Altiplano, the historical climatic changes are mainly related to the wet events of great magnitude and regional influence that occurred during the Pleistocene climatic oscillations (PCOs). In contrast, contemporary climate changes are associated with events of lesser magnitude and local influence related to intensifications of the South American Summer Monsoon (SASM). Although multiple studies have analyzed the effect of PCOs on the genetic patterns of highland aquatic species, little is known about the impact of contemporary climate changes in recent evolutionary history. Therefore, in this study, we investigated the change in population structure and connectivity using nuclear and mitochondrial markers throughout the distribution range of Heleobia ascotanensis, a freshwater Cochliopidae endemic to the Ascotán Saltpan. In addition, using geometric morphometric analyses, we evaluated the concomitance of genetic divergence and morphological differentiation. RESULTS: The mitochondrial sequence analysis results revealed the presence of highly divergent co-distributed and geographically nested haplotypes. This pattern reflects an extension in the distribution of groups that previously would have differentiated allopatrically. These changes in distribution would have covered the entire saltpan and would be associated with the large-scale wet events of the PCOs. On the other hand, the microsatellite results defined five spatially isolated populations, separated primarily by geographic barriers. Contemporary gene flow analyses suggest that post-PCO, climatic events that would have connected all populations did not occur. The morphometric analyses results indicate that there is significant morphological differentiation in the populations that are more isolated and that present the greatest genetic divergence. CONCLUSIONS: The contemporary population structure and morphological variation of H. ascotanensis mainly reflect the post-PCO climatic influence. Although both markers exhibit high genetic structuring, the microsatellite and morphology results show the preponderant influence of fragmentation in recent evolutionary history. The contemporary genetic pattern shows that in species that have limited dispersal capabilities, genetic discontinuities can appear rapidly, erasing signs of historical connectivity.
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Evolução Biológica , Mudança Climática , Animais , Chile , Água Doce , CaramujosRESUMO
Ecosystem functions and the biomass of lower trophic levels are frequently controlled by predators. The strength of top-down control in these trophic cascades can be affected by the identity and diversity of predators, prey, and resources, as well as environmental conditions such as temperature, moisture, and nutrient loading, which can all impact interaction strength between trophic levels. Few studies have been able to replicate a complete community over a large geographic area to compare the full trophic cascade in a manipulative experiment. Here, we identify geographic dependency in trophic cascade strength, and the driving factors and specific mechanisms behind it, by combining geographically replicated experiments with a novel approach of community analogues of common garden and transplant experiments. We studied a predator-detritivore-detritus food web in bromeliads in Puerto Rico, Costa Rica, and Brazil. We found that interaction strengths between resources, consumers, and predators were strongly site-specific, but the exact mechanism differed between trophic levels. Large bodied predators created strong interaction strengths between predator and consumer trophic levels, reducing consumer abundance regardless of the geographic location, whereas small-bodied predators created weak interactions with no impact on consumer abundances in any site. In contrast, the interaction strength between consumers and resources varied among sites, depending on the dominant species of leaf detritus. More labile leaf species in Costa Rica created a strong consumer-resource interaction and therefore strong trophic cascade, whereas tougher leaf species in Brazil created a weak consumer-resource interaction, and an overall weaker trophic cascade. Our study highlights the importance of replicating experiments over geographic scales to understand general patterns of ecological processes.
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Ecossistema , Cadeia Alimentar , Animais , Brasil , Costa Rica , Comportamento Predatório , Porto RicoRESUMO
Abstract Ecological studies on food webs have considerably increased in recent decades, especially in aquatic communities. Because Chironomidae family are highly specious, occurring in almost all aquatic habitats is considered organisms-key to initiate studies on ecological relationships and trophic webs. We tested the hypothesis that the diversity of the morphospecies diet reflects differences on both the food items available among habitats and the preferences of larval feeding. We analyzed the gut content of the seven most abundant Chironomidae morphospecies of the different habitats from the Upper Paraná River. We categorized the food items found into algae, fungal spores, fragments of plants, algae and animal fragments and sponge spicules. We observed the algae predominance in the gut content of morphospecies from lakes. Considering the different regions from each lake, we registered the highest food abundance in the littoral regions in relation to the central regions. From the variety of feeding habits (number of item kinds), we classified Chironomus strenzkei, Tanytarsus sp.1, Procladius sp.1 as generalist morphospecies. We found a nested pattern between food items and Chironomidae morphospecies, where some items were common to all taxa (e.g., Bacillariophyceae algae, especially), while others were found in specific morphospecies (e.g., animals fragments found in Procladius sp.1). The algae represented the most percentage of gut contents of Chironomidae larvae. This was especially true for the individuals from littoral regions, which is probably due to the major densities of algae associated to macrophytes, which are abundant in these regions. Therefore, the feeding behavior of these morphospecies was generalist and not selective, depending only of the available resources.
Resumo Estudos sobre redes alimentares têm aumentado consideravelmente nas últimas décadas em pesquisas de ecologia, principalmente em comunidades aquáticas. Em função Família Chironomidae ser altamente especiosa, ocorrendo em quase todos os hábitats aquáticos, é considerada como organismos-chave para estudos preliminares sobre as relações ecológicas como redes tróficas. Nós testamos a hipótese de que a diversidade de dietas das morfoespécies reflete diferenças tanto na disponibilidade dos itens alimentares entre os hábitats analisados, quanto preferencias alimentares das larvas. Nós analisamos o conteúdo digestivo das sete morfoespécies mais abundantes de diferentes habitats da planície de inundação do alto rio Paraná. Nós categorizamos os itens alimentares encontrados como algas, esporos de fungos, fragmentos vegetais, fragmentos de algas ou de animais e espículas de esponjas. Nós observamos a predominância de algas no conteúdo digestivo das morfoespécies lacustres. Considerando as diferentes regiões de cada lagoa, nós registramos as maiores abundâncias de alimentos nas regiões litorâneas, quando comparadas com as regiões centrais. A partir da variedade de hábitos alimentares (número de tipos de itens), classificamos Chironomus strenzkei, Tanytarsus sp.1 e Procladius sp.1 como morfoespécies generalistas. Nós encontramos um padrão aninhado entre os itens alimentares e as morfoespécies de Chironomidae, onde alguns itens foram comuns a todos os táxons (por exemplo, algas da Classe Bacillariophyceae), enquanto outros foram encontrados em morfoespécies mais especificas (por exemplo, fragmentos de animais encontrados em Procladius sp.1). As algas representaram a maior porcentagem do conteúdo digestivo das larvas de Chironomidae. Este fato foi especialmente verdadeiro para os indivíduos das regiões litorâneas, o qual é devido, provavelmente, pelas maiores densidades de algas associadas à macrófitas, que são abundantes nessas regiões. Portanto, o comportamento alimentar dessas morfoespécies foi generalista e não seletivo, dependendo apenas dos recursos disponíveis.
Assuntos
Animais , Chironomidae/fisiologia , Ecossistema , Brasil , Chironomidae/crescimento & desenvolvimento , Comportamento Alimentar , Cadeia Alimentar , Larva/crescimento & desenvolvimento , Larva/fisiologiaRESUMO
Abstract Ecological studies on food webs have considerably increased in recent decades, especially in aquatic communities. Because Chironomidae family are highly specious, occurring in almost all aquatic habitats is considered organisms-key to initiate studies on ecological relationships and trophic webs. We tested the hypothesis that the diversity of the morphospecies diet reflects differences on both the food items available among habitats and the preferences of larval feeding. We analyzed the gut content of the seven most abundant Chironomidae morphospecies of the different habitats from the Upper Paranل River. We categorized the food items found into algae, fungal spores, fragments of plants, algae and animal fragments and sponge spicules. We observed the algae predominance in the gut content of morphospecies from lakes. Considering the different regions from each lake, we registered the highest food abundance in the littoral regions in relation to the central regions. From the variety of feeding habits (number of item kinds), we classified Chironomus strenzkei, Tanytarsus sp.1, Procladius sp.1 as generalist morphospecies. We found a nested pattern between food items and Chironomidae morphospecies, where some items were common to all taxa (e.g., Bacillariophyceae algae, especially), while others were found in specific morphospecies (e.g., animals fragments found in Procladius sp.1). The algae represented the most percentage of gut contents of Chironomidae larvae. This was especially true for the individuals from littoral regions, which is probably due to the major densities of algae associated to macrophytes, which are abundant in these regions. Therefore, the feeding behavior of these morphospecies was generalist and not selective, depending only of the available resources.(AU)
Resumo Estudos sobre redes alimentares têm aumentado consideravelmente nas ْltimas décadas em pesquisas de ecologia, principalmente em comunidades aquلticas. Em funçمo Famيlia Chironomidae ser altamente especiosa, ocorrendo em quase todos os hلbitats aquلticos, é considerada como organismos-chave para estudos preliminares sobre as relaçُes ecolَgicas como redes trَficas. Nَs testamos a hipَtese de que a diversidade de dietas das morfoespécies reflete diferenças tanto na disponibilidade dos itens alimentares entre os hلbitats analisados, quanto preferencias alimentares das larvas. Nَs analisamos o conteْdo digestivo das sete morfoespécies mais abundantes de diferentes habitats da planيcie de inundaçمo do alto rio Paranل. Nَs categorizamos os itens alimentares encontrados como algas, esporos de fungos, fragmentos vegetais, fragmentos de algas ou de animais e espيculas de esponjas. Nَs observamos a predominância de algas no conteْdo digestivo das morfoespécies lacustres. Considerando as diferentes regiُes de cada lagoa, nَs registramos as maiores abundâncias de alimentos nas regiُes litorâneas, quando comparadas com as regiُes centrais. A partir da variedade de hلbitos alimentares (nْmero de tipos de itens), classificamos Chironomus strenzkei, Tanytarsus sp.1 e Procladius sp.1 como morfoespécies generalistas. Nَs encontramos um padrمo aninhado entre os itens alimentares e as morfoespécies de Chironomidae, onde alguns itens foram comuns a todos os tلxons (por exemplo, algas da Classe Bacillariophyceae), enquanto outros foram encontrados em morfoespécies mais especificas (por exemplo, fragmentos de animais encontrados em Procladius sp.1). As algas representaram a maior porcentagem do conteْdo digestivo das larvas de Chironomidae. Este fato foi especialmente verdadeiro para os indivيduos das regiُes litorâneas, o qual é devido, provavelmente, pelas maiores densidades de algas associadas à macrَfitas, que sمo abundantes nessas regiُes. Portanto, o comportamento alimentar dessas morfoespécies foi generalista e nمo seletivo, dependendo apenas dos recursos disponيveis.(AU)
Assuntos
Animais , Chironomidae/metabolismo , Comportamento Alimentar , Zoneamento de Áreas de InundaçãoRESUMO
Abstract Ecological studies on food webs have considerably increased in recent decades, especially in aquatic communities. Because Chironomidae family are highly specious, occurring in almost all aquatic habitats is considered organisms-key to initiate studies on ecological relationships and trophic webs. We tested the hypothesis that the diversity of the morphospecies diet reflects differences on both the food items available among habitats and the preferences of larval feeding. We analyzed the gut content of the seven most abundant Chironomidae morphospecies of the different habitats from the Upper Paraná River. We categorized the food items found into algae, fungal spores, fragments of plants, algae and animal fragments and sponge spicules. We observed the algae predominance in the gut content of morphospecies from lakes. Considering the different regions from each lake, we registered the highest food abundance in the littoral regions in relation to the central regions. From the variety of feeding habits (number of item kinds), we classified Chironomus strenzkei, Tanytarsus sp.1, Procladius sp.1 as generalist morphospecies. We found a nested pattern between food items and Chironomidae morphospecies, where some items were common to all taxa (e.g., Bacillariophyceae algae, especially), while others were found in specific morphospecies (e.g., animals fragments found in Procladius sp.1). The algae represented the most percentage of gut contents of Chironomidae larvae. This was especially true for the individuals from littoral regions, which is probably due to the major densities of algae associated to macrophytes, which are abundant in these regions. Therefore, the feeding behavior of these morphospecies was generalist and not selective, depending only of the available resources.
Resumo Estudos sobre redes alimentares têm aumentado consideravelmente nas últimas décadas em pesquisas de ecologia, principalmente em comunidades aquáticas. Em função Família Chironomidae ser altamente especiosa, ocorrendo em quase todos os hábitats aquáticos, é considerada como organismos-chave para estudos preliminares sobre as relações ecológicas como redes tróficas. Nós testamos a hipótese de que a diversidade de dietas das morfoespécies reflete diferenças tanto na disponibilidade dos itens alimentares entre os hábitats analisados, quanto preferencias alimentares das larvas. Nós analisamos o conteúdo digestivo das sete morfoespécies mais abundantes de diferentes habitats da planície de inundação do alto rio Paraná. Nós categorizamos os itens alimentares encontrados como algas, esporos de fungos, fragmentos vegetais, fragmentos de algas ou de animais e espículas de esponjas. Nós observamos a predominância de algas no conteúdo digestivo das morfoespécies lacustres. Considerando as diferentes regiões de cada lagoa, nós registramos as maiores abundâncias de alimentos nas regiões litorâneas, quando comparadas com as regiões centrais. A partir da variedade de hábitos alimentares (número de tipos de itens), classificamos Chironomus strenzkei, Tanytarsus sp.1 e Procladius sp.1 como morfoespécies generalistas. Nós encontramos um padrão aninhado entre os itens alimentares e as morfoespécies de Chironomidae, onde alguns itens foram comuns a todos os táxons (por exemplo, algas da Classe Bacillariophyceae), enquanto outros foram encontrados em morfoespécies mais especificas (por exemplo, fragmentos de animais encontrados em Procladius sp.1). As algas representaram a maior porcentagem do conteúdo digestivo das larvas de Chironomidae. Este fato foi especialmente verdadeiro para os indivíduos das regiões litorâneas, o qual é devido, provavelmente, pelas maiores densidades de algas associadas à macrófitas, que são abundantes nessas regiões. Portanto, o comportamento alimentar dessas morfoespécies foi generalista e não seletivo, dependendo apenas dos recursos disponíveis.
RESUMO
The niche overlap between trophic groups of Chironomidae larvae in different habitats was observed between trophic groups and between different environments in Neotropical floodplain. For the evaluation we used the index of niche overlap (CXY) and analysis of trophic networks, both from the types and amount of food items identified in the larval alimentary canal. In all environments, the larvae fed on mainly organic matter such as plants fragments and algae, but there were many omnivore larvae. Species that have high values of food items occurred in diverse environments as generalists with great overlap niche and those with a low amount of food items with less overlap niche were classified as specialists. The largest number of trophic niche overlap was observed among collector-gatherers in connected floodplain lakes. The lower values of index niche overlap were predators. The similarity in the diet of different taxa in the same niche does not necessarily imply competition between them, but coexistence when the food resource is not scarce in the environment even in partially overlapping niches.
A sobreposição de nichos entre grupos tróficos de larvas de Chironomidae em diferentes tipos de ambientes foi verificada entre os grupos tróficos e entre diferentes ambientes em uma planície de inundação Neotropical. Para a avaliação foi utilizado o Índice de Sobreposição de Nicho (CXY) e análises de redes tróficas, ambos a partir dos tipos e quantidade de itens alimentares identificados no tubo digestivo das larvas. As larvas alimentaram-se em todos os ambientes principalmente de detritos orgânicos como os fragmentos de plantas e algas, porém, verificou-se alto nível de omnívora. As espécies que tem altos valores de itens alimentares ocorreram em diversos ambientes como generalistas e com grande sobreposição de nichos e aqueles com baixos itens alimentares e com menor sobreposição foram classificados como especialistas. O maior número de sobreposição de nichos tróficos foi verificado em coletores-catadores nas lagoas com conexão. Os menores valores do índice foram verificados nos predadores. A semelhança na dieta de diferentes táxons e grupos tróficos em um mesmo nicho não implica, necessariamente, uma competição entre eles, porém uma coexistência quando o recurso alimentar não é escasso no ambiente, mesmo com sobreposição parcial de nichos.