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Extreme climatic events such as droughts are known to eliminate aquatic biota and alter community structure and function. Perennial headwater springs provide important drought refugia to benthic macroinvertebrates and an important source of colonists via drift or aerial adults to intermittent streams post-drought. During a supra-seasonal drought in North-central Texas summer and fall 2006, benthic macroinvertebrates from persistent groundwater-dependent macrohabitats of varying hydrological connectivity and riparian shading were studied: perennial riffles, connected pools, shaded disconnected pools, and full sun disconnected pools. Riffles were a distinct habitat with significantly higher taxa richness, proportion of lotic taxa, diversity and evenness than other macrohabitats. Macrohabitats were found to be important refugia for 106 benthic macroinvertebrates and 4 microcrustacean taxa. Throughout the extreme drought, perennially flowing habitats were refugia to 19 taxa (17.9% total taxa) not collected in disconnected pools. Shaded disconnected pools contained lotic taxa not previously known to be able to complete their lifecycles in lentic habitats, emphasizing the importance of groundwater effluent and shading. With the resumption of flow at a downstream intermittent site of Ash Creek in mid-October 2006, an annual recolonization study was conducted comparing the perennial headwaters’ benthic macroinvertebrate taxa richness, densities and community ecology with the downstream intermittent site. The headwaters supported higher mean taxa richness than the intermittent site over the duration of the study (ANOVA P < 0.001). However, the unexpected result of overall decreasing taxa richness at the perennial headwater site from August 2006 to April 2008 appears to reflect lag effects of the supra-seasonal drought combined with effects of multiple spates of 2007, which are factors confounding the point of recovery for taxa richness. Recovery of taxa richness at the intermittent site took 9 months compared to 1 to 2 months reported in other arid and semi-arid streams in the United States recovering from seasonal drying and floods. Sustainable use of groundwater resources and conservation of riparian corridors is vital to protecting groundwater-dependent ecosystems that play a vital role in maintaining regional biodiversity by serving as biotic refugia during catastrophic disturbance.

Chaoborus Lichtenstein (Diptera: Chaoboridae) é um gênero de mosquitos com 44 espécies descritas, das quais 13 ocorrem na região Neotropical. Os adultos são frágeis e delicados, às vezes pouco pigmentados variando entre esbranquiçados, amarelados, acastanhados e acinzentados, sendo conhecidos em países anglófonos como \"phanton midges\". Possuem dimorfismo sexual facilmente reconhecido, pois os machos possuem corpos alongados e transparentes, pedicelos largos e antena plumosa e as fêmeas são menores e mais robustas, devido à presença de ovos em seu abdome, pedicelos globosos, pequenos e antenas verticiladas, com poucas cerdas. Os últimos estudos sobre as espécies neotropicas remontam da década de 1950, as descrições, chaves de identificação e pontos de ocorrência são desatualizados e pouco informativos, motivando o desenvolvimento desta revisão taxonômica. Estágios imaturos de caoborídeos, especialmente as larvas planctônicas, são conhecidas pelos hábitos predatórios na coluna dágua onde fazem migração vertical, agindo no controle populacional das presas em ambientes aquáticos lênticos - de poças a reservatórios. Neste estudo, quatro espécies novas foram descritas, 13 espécies são redescritas e ilustrações do abdome, tórax, terminália masculina, habitus de fêmeas e machos são apresentadas. Mapas de distribuição para cada espécie e uma chave de identificação foram também atualizados. / Chaoborus Lichtenstein (Diptera: Chaoboridae) is a genus of midges with 44 known species, of which only 13 ocurs in Netropical Region. The adults are very delicate and fragile, usualy whitish, yellowish or brownish to grayish, known in Anglophone countries as phantom midges. The sexual dimorphism is easily recognized, as males have long body, transparent, enlarged globular pedicel, plumose antenna while females are shorter, broad, because of the eggs in your abdome, have small globular pedicel and antenna merely setose. The last studies about the Neotropical species are from the 50\'s and the descriptions, identification keys and geographic records are not informative, motivating this taxonomic revision. Immature stages of chaoborids, especially the planktonic larvae, are known for predatory habits in the water column where they migrate vertically, acting on the population control of prey in lentic aquatic environments - from pools to reservoirs. In this study, four new species are described, 13 species are redescribed and ilustrations of abdomen, thorax, male terminalia, habitus of male and female are presented. Distribution maps of each species and an identification key were updated.

1. Avaliar diferenças nas comunidades de insetos aquáticos de quatro bacias hidrográficas do estado de São Paulo com diferentes graus de ocupação, relacionando-as em função dos usos da terra e declividade do terreno na sub-bacia a montante dos locais de coleta e em uma zona tampão de 50m, assim como em função de variáveis químicas e físicas da água. 2. Avaliar alterações nas comunidades de insetos aquáticos provenientes de locais com presença ou ausência de mata ripária nas margens. Os dados referem-se às coletas de insetos aquáticos com cestos com substrato artificial; estes ficaram 44 dias em exposição, entre agosto e outubro de 2002. As bacias estudadas foram Alto Paranapanema, Peixe, Aguapeí e São José dos Dourados. Para o primeiro estudo, seis amostras de cada rio foram tomadas, cujas faunas foram identificadas e contadas; Chironomidae foram identificados em nível genérico, os demais insetos, em família. Para interpretação dos resultados, utilizou-se números absoluto e percentual de indivíduos e táxons; índices de diversidade, riqueza, uniformidade e quantidade de táxons de Ephemeroptera, Plecoptera e Trichoptera. Para o geoprocessamento, a partir de mapas digitais, delimitou-se a sub-bacia a montante dos locais de coleta e a zona tampão de 50m ao redor dos rios, para cálculo da percentagem dos usos da terra e da declividade. Para as análises estatísticas, utilizou-se o índice de correlação de Pearson, análise de variância e análise de correspondência. Para o segundo estudo, amostras provenientes dos rios Aguapeí e São José dos Dourados foram tomadas. A fauna foi identificada nos mesmos níveis taxonômicos que o outro estudo. Como resultado do primeiro estudo, trinta e uma famílias foram identificadas, com dominância de Elmidae, Leptohyphidae, Leptophlebiidae, Chironomidae, Simuliidae e Hydropsychidae. Dente as variáveis da água testadas, dez foram capazes de caracterizar os rios. Os usos da terra também foram característicos de alguns rios. Estudo 2. Neste estudo foi encontrado menor número de indivíduos e de táxons nas amostras de mata, entretanto, as análises estatísticas demonstraram que a maior riqueza está relacionada aos locais de mata. Os resultados destes dois estudos permitiram inferir que a preservação da mata ripária imediatamente adjacente ao local é que influencia na comunidade de insetos aquáticos. Os elevados números de indivíduos e de táxons encontrados nos rios das bacias de maior grau degradação pode estar relacionado ao fato controverso de haver um corredor de mata ripário mais bem preservado ao longo destes rios que naqueles de menor ocupação antrópica. Até o presente estudo, pouco era conhecido sobre a entomofauna aquática dos rios aqui estudados; novos táxons foram encontrados, aumentando o conhecimento sobre a diversidade no estado. Outros estudos são necessários para verificar sobre a influência local da mata ripária sobre a comunidade de insetos aquáticos. / 1. To evaluate differences in the aquatic insects communities of four watersheds from the State of São Paulo showing different degrees of human occupation, relating them to the landuses and terrain slope of the watershed and the 50m’s buffer zone upstream of the sample sites as well as in relation to the chemical and physical water variables. 2. To evaluate alterations in the aquatic insects communities living in places showing presence/absence of riparian forest. The data were based on samples of aquatic insects collected with artificial substrates baskets; the exposure time was 44 days between August and October/2002. The watersheds studied were Alto Paranapanema, Peixe, Aguapeí and São José dos Dourados. For the first study, six samples were taken from each river and the fauna was identified and counted, Chironomidae were identified until genus level while the other insects, until family. To analyze the results, total and percentage numbers of individuals and taxons were used, as well as some community indexes, diversity, richness, evenness and total number of Ephemeroptera, Plecoptera and Trichoptera. For the remote sensing methods, information about the watersheds and the 50m’s buffer zone upstream the sample sites were generated from digital maps. The landuses and terrain slope of those areas were calculated. Pearson’s correlation index, analysis of variance and analysis of correspondence were used for the statistical analyses. For the second study, samples from Aguapeí and São José dos Dourados rivers were taken. The faunas were identified in the same levels following the other study. As result of the first study, thirty-one families were identified. Elmidae, Leptohyphidae, Leptophlebiidae, Chironomidae, Simuliidae and Hydropsychidae showed numeric dominance. Ten out 19 chemical and physical variables tested were able to characterize the rivers. The land uses were characteristic of some rivers as well. Study 2. In that study, the samples from forest showed fewer numbers of individuals and taxons, although the statistical analysis showed that, in fact, the greatest richness was associated to places where the forest was present. Both studies permitted us to make the inference that the forest immediately adjacent to the sample site is the most important factor for that fauna. The highest numbers of individuals and taxons from rivers with greatest impacted watersheds may be related to the presence of a better preserved riparian forest surrounding the rivers. Until the present study, little was known about the entomological aquatic fauna of those rivers; new taxons were found increasing the knowledge about the diversity of the State. Other studies are necessary to confirm about the local influence of riparian forest on the insect’s aquatic community.

1. Avaliar diferenças nas comunidades de insetos aquáticos de quatro bacias hidrográficas do estado de São Paulo com diferentes graus de ocupação, relacionando-as em função dos usos da terra e declividade do terreno na sub-bacia a montante dos locais de coleta e em uma zona tampão de 50m, assim como em função de variáveis químicas e físicas da água. 2. Avaliar alterações nas comunidades de insetos aquáticos provenientes de locais com presença ou ausência de mata ripária nas margens. Os dados referem-se às coletas de insetos aquáticos com cestos com substrato artificial; estes ficaram 44 dias em exposição, entre agosto e outubro de 2002. As bacias estudadas foram Alto Paranapanema, Peixe, Aguapeí e São José dos Dourados. Para o primeiro estudo, seis amostras de cada rio foram tomadas, cujas faunas foram identificadas e contadas; Chironomidae foram identificados em nível genérico, os demais insetos, em família. Para interpretação dos resultados, utilizou-se números absoluto e percentual de indivíduos e táxons; índices de diversidade, riqueza, uniformidade e quantidade de táxons de Ephemeroptera, Plecoptera e Trichoptera. Para o geoprocessamento, a partir de mapas digitais, delimitou-se a sub-bacia a montante dos locais de coleta e a zona tampão de 50m ao redor dos rios, para cálculo da percentagem dos usos da terra e da declividade. Para as análises estatísticas, utilizou-se o índice de correlação de Pearson, análise de variância e análise de correspondência. Para o segundo estudo, amostras provenientes dos rios Aguapeí e São José dos Dourados foram tomadas. A fauna foi identificada nos mesmos níveis taxonômicos que o outro estudo. Como resultado do primeiro estudo, trinta e uma famílias foram identificadas, com dominância de Elmidae, Leptohyphidae, Leptophlebiidae, Chironomidae, Simuliidae e Hydropsychidae. Dente as variáveis da água testadas, dez foram capazes de caracterizar os rios. Os usos da terra também foram característicos de alguns rios. Estudo 2. Neste estudo foi encontrado menor número de indivíduos e de táxons nas amostras de mata, entretanto, as análises estatísticas demonstraram que a maior riqueza está relacionada aos locais de mata. Os resultados destes dois estudos permitiram inferir que a preservação da mata ripária imediatamente adjacente ao local é que influencia na comunidade de insetos aquáticos. Os elevados números de indivíduos e de táxons encontrados nos rios das bacias de maior grau degradação pode estar relacionado ao fato controverso de haver um corredor de mata ripário mais bem preservado ao longo destes rios que naqueles de menor ocupação antrópica. Até o presente estudo, pouco era conhecido sobre a entomofauna aquática dos rios aqui estudados; novos táxons foram encontrados, aumentando o conhecimento sobre a diversidade no estado. Outros estudos são necessários para verificar sobre a influência local da mata ripária sobre a comunidade de insetos aquáticos. / 1. To evaluate differences in the aquatic insects communities of four watersheds from the State of São Paulo showing different degrees of human occupation, relating them to the landuses and terrain slope of the watershed and the 50m’s buffer zone upstream of the sample sites as well as in relation to the chemical and physical water variables. 2. To evaluate alterations in the aquatic insects communities living in places showing presence/absence of riparian forest. The data were based on samples of aquatic insects collected with artificial substrates baskets; the exposure time was 44 days between August and October/2002. The watersheds studied were Alto Paranapanema, Peixe, Aguapeí and São José dos Dourados. For the first study, six samples were taken from each river and the fauna was identified and counted, Chironomidae were identified until genus level while the other insects, until family. To analyze the results, total and percentage numbers of individuals and taxons were used, as well as some community indexes, diversity, richness, evenness and total number of Ephemeroptera, Plecoptera and Trichoptera. For the remote sensing methods, information about the watersheds and the 50m’s buffer zone upstream the sample sites were generated from digital maps. The landuses and terrain slope of those areas were calculated. Pearson’s correlation index, analysis of variance and analysis of correspondence were used for the statistical analyses. For the second study, samples from Aguapeí and São José dos Dourados rivers were taken. The faunas were identified in the same levels following the other study. As result of the first study, thirty-one families were identified. Elmidae, Leptohyphidae, Leptophlebiidae, Chironomidae, Simuliidae and Hydropsychidae showed numeric dominance. Ten out 19 chemical and physical variables tested were able to characterize the rivers. The land uses were characteristic of some rivers as well. Study 2. In that study, the samples from forest showed fewer numbers of individuals and taxons, although the statistical analysis showed that, in fact, the greatest richness was associated to places where the forest was present. Both studies permitted us to make the inference that the forest immediately adjacent to the sample site is the most important factor for that fauna. The highest numbers of individuals and taxons from rivers with greatest impacted watersheds may be related to the presence of a better preserved riparian forest surrounding the rivers. Until the present study, little was known about the entomological aquatic fauna of those rivers; new taxons were found increasing the knowledge about the diversity of the State. Other studies are necessary to confirm about the local influence of riparian forest on the insect’s aquatic community.

Orientador: Tadeu de Siqueira Barros / Resumo: Esta tese busca entender a estruturação de comunidades de riachos em paisagens modificadas enquanto contabiliza possíveis assincronias entre ambas. Logo, ela questiona os pressupostos de que (i) é necessário incluir características das paisagens passadas para alcançar uma abordagem mais completa dos fatores estruturadores das comunidades atuais e (ii) alternativamente, de que lapsos temporais nas respostas das comunidades devem ser considerados para compreender a total magnitude dos efeitos de uma dada mudança da paisagem. Além disso, são explorados condicionantes relacionados à caracterização do histórico da paisagem, ao tipo de descritor da comunidade e à complexidade do sistema ecológico. Em seu primeiro manuscrito, esta tese confirma tais pressupostos enquanto apresenta o primeiro registro de respostas tardias de insetos aquáticos em região tropical. Nele, eu demonstro que padrões nas comunidades poderiam ser mais bem compreendidos quando o histórico é descrito com mais de uma característica (e.g., média histórica e trajetórias de perda e ganho de cobertura florestal) e que a detecção de respostas tardias varia de acordo com os descritores de comunidades estudados. Em seu segundo manuscrito, um modelo teórico foi testado admitindo múltiplas relações simultâneas e, predominantemente, indiretas para o sistema de estudo. Neste, além daqueles pressupostos, foram confirmados caminhos causais pelos quais a cobertura florestal e usos dos solos estruturam as comunidades. Com os c... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This thesis aims to understand the assembly of stream communities in modified landscapes by accounting for possible asynchronies between the two. In this way, it questions the assumptions that (i) it is necessary to include past landscape characteristics to reach a more complete approach of the structuring factors of current communities, and that (ii), alternatively, one should consider time lags in community responses to encompass the magnitude of the effects of a certain landscape change. In addition, drivers related to the characteristics of landscape history, the type of community descriptor and the complexity of the ecological system are questioned. In its first manuscript, this thesis confirms those assumptions and shows the first record of delayed responses of aquatic insects in the tropical region. In that, I show that patterns in communities could be better understood when landscape history is described with more than one characteristic (e.g., historical mean and loss and gain trajectories of forest cover) and that the detection of delayed responses varies according to the community descriptors. In its second manuscript, a theoretical model was tested admitting multiple simultaneous, and predominantly, indirect relationships in the study system. Then, in addition to the previous assumptions, causal pathways by which forest cover and land uses structure communities were confirmed. With the paths, empirical evidence that aquatic insect community assembling is affected ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Altitudinal gradients in Sub-Antarctic freshwater systems present unique opportunities to study the effect of distinct environmental gradients on benthic macroinvertebrate community composition and dispersal. This study investigates patterns in biodiversity, dispersal and population genetic structure of benthic macroinvertebrate fauna across an altitudinal gradient between two watersheds on Navarino Island in southern Chile. Patterns in diversity, density, evenness and functional feeding groups were not significantly different across the altitudinal gradient in both the Windhond and Róbalo Rivers. Taxa richness in both rivers generally increased from the headwaters of the river to the mouth, and functional feeding group patterns were consistent with the predictions of the River Continuum Concept. Population genetic structure and gene flow was investigated by sampling the mitochondrial cytochrome oxidase I gene in two invertebrate species with different dispersal strategies. Hyalella simplex (Amphipoda) is an obligate aquatic species, and Meridialaris chiloeense (Ephemeroptera) is an aquatic larvae and a terrestrial winged adult. Contrasting patterns of population genetic structure were observed. Results for Hyalella simplex indicate significant differentiation in genetic structure in the Amphipod populations between watersheds and lower genetic diversity in the Róbalo River samples, which may be a result of instream dispersal barriers. Meridialaris chiloeense exhibited weak population structure but higher genetic diversity, which suggests this species is able to disperse widely as a winged adult.