Crustacean and rotifer seasonality in a Mediterranean temporary pond with high biodiversity (Lavajo de Abajo de Sinarcas, Eastern Spain)

A follow-up study was made of planktonic and periphytic crustaceans and rotifers during two hydroperiods of consecutive years in a Mediterranean temporary pond. The pond is relatively large with quite long hydroperiods in wet years (6-8 months) and it has a very rich community (4 large branchiopods, 12 cladocerans, 9 copepods, 36 rotifers). Three phases in faunal composition, quite consistent fram year to year, were distinguished: (1) Filling phase in autumn-winter is dominated by anos­tracans (endemic Branchipus cortesi, with low proportions of Branchipus schaefferi) and diaptomids, two univoltine species (Hemidiaptomus ingens inermis, Diaptomus cyaneus intermedius) and one muItivoltine (Mixodiaptomus laciniatus atlantis). (2) Middle phase in spring dominated by cladocerans (Ceriodaphnia n.sp., Simocephalus vetulus, Ephemeroporus pinthoni­cus, Chydorus sphaericus, Alona azorica) in this phase is also abundant the conchostracan Maghrebestheria maroccana and the notostracan Triops cancriformis. A shift toward insects occurs in the later part of this phase. (3) Desiccation phase in sum­mer with lower diversity (Moina micrura, Alona rectangula and cyclopoids). Rotifers showed a low contribution to biomass and were more important in the middle phase. These phases are also marked by an increase of nutrients and phytoplankton chlorophyll in the filling and desiccation phases and a decrease of these variables in the middle phase, resulting in phytoplank­ton cIearance and greater water transparency, concurrent with macrophyte growth. Interannual variability was outstanding in shaping these phases. The year 2007 was preceded by a wetter autumn, whereas 2008 was preceded by a very dry autumn thus, in this second year the main hydroperiod was shorter and the first phase was merged with the middle phase. In this shorter hydroperiod the open water microinvertebrate community reached lower biomass but attained a similar diversity since rotifers became relatively more abundant and richer in species than in the 2007 main hydroperiod, when the community was fully dominated by crustaceans.Se ha estudiado la estacionalidad de las comunidades de crustáceos y rotiferos planctónicos y perifíticos en una charca tempo­ral mediterránea en varios hidroperiodos durante dos años consecutivos. La charca tiene una extensión relativamente grande con un hidroperiodo largo en años húmedos (7-8 meses) y alberga una gran riqueza de especies (4 grandes branquiópodos, 12 cladóceros, 9 copépodos, 36 rotiferos). Basándonos en los cambios en la composición de esta fauna, se diferencian tres fases que se repiten de año en año, estas fases son: (1) Fase de llenado en otoño-invierno, dominada por anostráceos (princi­palmente por el endémico Branchipus cortesi, con una baja proporción de Branchipus schaefferi) y diaptómidos, dos especies univoltinas (Hemidiaptomus ingens inermis y Diaptomus cyaneus intermedius) y una multivoltina (Mixodiaptomus laciniatus atlantis). (2) Fase intennedia en primavera, dominada por cladóceros (Ceriodaphnia n.sp., Simocephalus vetulus, Ephe­meroporus pinthonicus, Chydorus sphaericus, Alona azorica), destacan también en esta fase la presencia del concostráceo Maghrebestheria maroccana y el notostráceo Triops cancriformis. Los rotiferos contribuyen poco a la biomasa y son algo más importantes en esta fase intermedia. En la última parte de esta fase se produce un cambio hacia una mayor presencia de insectos. (3) Fase de desecación en verano que corresponde con una menor diversidad (Moina micrura, Alona rectangula y ciclópidos). Las fases de llenado y desecación se caracterizan también por un aumento de nutrientes y clorofila fitoplantónica mientras que en la fase intermedia su concentración es menor, aumentando la transparencia del agua y el desarrollo de los macrófitos. La variabilidad interanual determina la configuración de estas fases. El año 2007 fue precedido por un otoño húmedo mientras que 2008 fue precedido por un otoño muy seco, por lo que en este segundo año el hidroperiodo principal fue muy corto fusionándose la primera fase con la intermedia y la biomasa de microinvertebrados en aguas abiertas fue mucho menor que en el hidroperiodo del 2007, sin embargo se alcanzaron valores similares de diversidad debido a una relativamente mayor abundancia y riqueza de especies de rotiferos con respecto al hidroperiodo del 2007, en el que dominaron plenamente los crustáceos

Macroinvertebrates assemblages on reed beds, with special attention to Chironomidae (Diptera), in Mediterranean shallow lakes

Macroinvertebrates associated to reed-beds (Phragmites australis) in six shallow natural water bodies along the 220 km of coast of the Comunidad Valenciana (Spain) were studied. These sites were selected to reflect different trophic states, but also, and due to the natural variability of mediterranean wetlands, they greatly differ in salinity and hydroperiod. To unify the sampling, reed bed was chosen to provide data from a habitat common to all wetlands, including the most eutrophic ones where submerged macrophytes have disappeared due to water turbidity. Individual submerged stems of Phragmites australis were sampled along with the surrounding water. The animal density found refers to the available stem surface area for colonization. Forty-one taxa were recorded in total, finding Chironomidae to be the most important group, quantitatively and qualitatively. In freshwater sites it was observed an increase in macroinvertebrate's density at higher trophic states. Nevertheless each studied region had a different fauna. The PCA analysis with macroinvertebrate groups distinguished three types of environment: freshwaters (characterized by swimming insect larvae, collectors and predators, oligochaetes and Orthocladiinae), saline waters (characterized by crustaceans and Chironominae) and the spring pool, which shares both taxa. Chironomids were paid special attention for being the most abundant. A DCA analysis based on the relative abundance of Chironomids reveals salinity as the main characteristic responsible for its distribution, but trophic state and hydrological regime were also shown to be important factors.Se han estudiado los macroinvertebrados asociados a la vegetación de carrizo (Phragmites australis) en seis lagunas someras a lo largo de los 220 km de costa de la Comunidad Valenciana (España). Las lagunas se eligieron de manera que se contemplasen diferentes estados tróficos, pero además y reflejando la natural variabilidad de los humedales mediterráneos, presentan importantes diferencias en cuanto al hidroperiodo y la salinidad. Para unificar el muestreo, se eligió el carrizo por ser un elemento común en todos los humedales, incluso los más eutróficos en los que los macrófitos sumergidos han desaparecido debido a la turbidez del agua. Para cada muestra se toma individualmente la parte sumergida de una planta de Phragmites australis junto con el agua circundante. La densidad de animales encontrados se refiere a superficie colonizable del tallo de la planta. En total se han encontrado 41 taxones, siendo Chironomiidae el grupo más importante tanto cuantitativa como cualitativamente. En las lagunas de agua dulce, se observó un aumento de la densidad de macroinvertebrados en los niveles tróficos mayores. Sin embargo cada zona de estudio tiene una fauna diferente. El análisis PCA de los grupos de macroinvertebrados diferencia tres tipos de ambientes: aguas dulces (caracterizados por larvas nadadoras de insectos recolectores y depredadores, oligoquetos y orthocladinos), aguas salobres (caracterizadas por la presencia de crustáceos y Chironomiinae) y el "ullal" o surgencia de agua que comparte taxones de los dos grupos anteriores. Se ha prestado especial atención al grupo de quironómidos por ser los más abundantes. Un análisis DCA basado en la abundancia relativa de las especies de quironómidos, muestra la salinidad como la principal característica responsable de su distribución, siendo luego el estado trófico y el régimen hidrológico factores también importantes

Spectrophotometric methods for the determination of photosynthetic pigments in stratified lakes : a critical analysis based on comparisons with HPLC determinations in a model lake

High-performance liquid chromatography (HPLC) is an accurate method for photosynthetic pigment analysis; however, spectrophotometric equations are also frequently used for pigment quantification in aquatic systems. Here, we present a critical analysis of the most-used spectrophotometric equations by comparing the results obtained using these equations with unambiguous HPLC determinations. The study was performed in Lake La Cruz (central Spain). In this meromictic lake with strong thermal stratification, photosynthetic populations occur in different, vertically stratified layers. Eukaryotic algae and picocyanobacteria are mostly located in oxic layers, whereas purple sulphur bacteria grow at the oxic-anoxic interface and below, and green sulphur bacteria occur primarily in deeper anoxic layers. This broad diversity of photosynthetic microorganisms involves a complex mixture of photosynthetic pigments that often exhibit overlapping absorption spectra. We tested spectrophotometric equations using samples that represented the entire range of spatial and temporal variability of the lake. For chlorophyll-a, the best correlations with all tested equations were observed for oxic layers. Regardless of where the sample was obtained, the best fit for chlorophyll-a was produced by the equation of Overmann & Tilzer, which is specifically designed to handle mixtures of chlorophyll-a and bacteriochlorophyll-d from green sulphur bacteria. Trichromatic equations for determining chlorophyll-b and -c exhibited strong interferences in anoxic waters, whereas in the upper layers of the lake, concentrations of these pigments were usually below the detection limit, restricting the use of these equations. The equations of Takahashi & Ichimura for bacterial pigments slightly overestimated both bacteriochlorophyll-a and -d by approximately 10 % and underestimated bacteriochlorophyll-c by nearly 23 %, although for bacteriochlorophyll-d, the correlation was better than those obtained using the dichromatic equations of Parkin & Brock and Overmann & Tilzer, respectively. Total carotenoid abundance can be assessed with the equation designed for this purpose by Strickland & Parsons (1972); however, the accuracy of the results differs with depth and is strongly biased by the presence of the bacterial carotenoid okenone. On the other hand, dual-wavelength carotenoid-to-chlorophyll-a ratios (430/665 and 480/665) only produced acceptable results in the epilimnion, with the occurrence of the bacterial carotenoid okenone in the microaerobic and anoxic layers again producing significant interference. Additionally, the wide variation with depth of the carotenoid composition undermined the validity of these dual-wavelength ratios. In conclusion, our findings indicate that a complete and unambiguous study of photosynthetic pigments in highly stratified lakes with overlapping populations of phototrophic microorganisms requires the use of HPLC techniques. Anyway, our results demonstrate that chlorophyll-a and bacteriochlorophyll-a and -d can be directly measured in oxic and anoxic layers, respectively, using spectrophotometric methods with an error lower than 10 %. However, according to our results, chlorophyll-b and -c and bacteriochlorophyll-c cannot be accurately estimated by spectrophotometric methods in stratified lakes.La cromatografía líquida de alta eficacia (HPLC) es un método preciso para el análisis de pigmentos fotosintéticos, sin embargo las ecuaciones espectrofotométricas todavía se usan frecuentemente en sistemas acuáticos. En este trabajo mostramos un análisis crítico de algunas de estas ecuaciones comparando los resultados obtenidos con las determinaciones más precisas realizadas por HPLC. El estudio se realizó tomando como modelo la Laguna de La Cruz (centro de España). En este lago meromíctico, que además presenta una fuerte estratificación térmica estival, las poblaciones de microorganismos fotosintéticos se sitúan verticalmente estratificadas en diferentes capas. Mientras que las algas eucariotas y las picocianobacterias se localizan en las capas óxicas, las bacterias púrpuras del azufre crecen en la interfase óxico-anóxica y por debajo de esta y a las bacterias verdes del azufre se localizan en capas anóxicas más profundas. Esta amplia diversidad de microorganismos fotosintéticos implica una compleja mezcla de pigmentos fotosintéticos en los extractos, los cuales a menudo muestran espectros de absorción que se superponen. Hemos ensayado las ecuaciones espectrofotométricas con muestras que abarcan toda la variabilidad espacial y temporal del lago. Para la clorofila-a encontramos buenas correlaciones en las capas óxicas para la mayoría de las ecuaciones ensayadas. Sin embargo, la ecuación que mejor funciona en general para la determinación de la concentración de clorofila-a, independientemente del origen de la muestra, es la dada por Overmann & Tilzer, que está diseñada específicamente para mezclas de clorofila-a con bacterioclorofila-d de bacterias verdes del azufre. Las ecuaciones tricromáticas para la determinación de clorofila-b y c presentaron fuertes interferencias en aguas anóxicas, mientras que en las capas superiores del lago las concentraciones se encontraron normalmente por debajo del límite de detección, lo que restringía la posibilidad de uso de estas ecuaciones. Las ecuaciones de Takahashi & Ichimura (1970) para pigmentos bacterianos sobreestimaban tanto la concentración de bacterioclorofila-a como la d, aproximadamente en un 10 %, y subestimaban la concentración de bacterioclorofila-c casi en un 23 %; si bien para la determinación de bacterioclorofila-d la correlación fue mejor que la obtenida por las ecuaciones dicromáticas de Parkin & Brock y de Overmann & Tilzer. La abun- dancia de carotenos totales puede ser estimada por la ecuación de Strickland & Parsons (1972) diseñada para este propósito, sin embargo la precisión en los resultados difiere con la profundidad y se ve tremendamente sesgada por la presencia del caroteno bacteriano okenona. Por otro lado, las relaciones caroteno/clorofila-a basada en medidas a doble longitud de onda (430/665 y 480/665) solo mostraban resultados aceptables en el epilimnion, ya que en otras capas la aparición de carotenos bacterianos como la okenona produce interferencias significativas. Además, la gran variación en profundidad de la composición de carotenos socava la validez de estas relaciones fundamentadas en medidas a doble longitud de onda. En conclusión, nuestros resultados indican que el estudio de los pigmentos fotosintéticos completo y sin ambigüedades en lagos fuertemente estratificados y consolapamiento de sus poblaciones de organismos fototróficos requiere del uso de HPLC. Sin embargo, nuestros resultados también demuestran que las concentraciones de clorofila-a y bacterioclorofila-a y d pueden ser directamente medidas, tanto en profundidades óxicas como anóxicas, usando ecuaciones espectrofotométricas con un error inferior a un 10 %. Por el contrario, de acuerdo con nuestros resultados ni la concentración de clorofila-b y c, ni la de bacterioclorofila-c pueden ser estimadas con precisión por métodos espectrofotométricos en lagos estratificados

Methanotrophy under Versatile Conditions in the Water Column of the Ferruginous Meromictic Lake La Cruz (Spain)

Lakes represent a considerable natural source of methane to the atmosphere compared to their small global surface area. Methanotrophs in sediments and in the water column largely control methane fluxes from these systems, yet the diversity, electron accepting capacity, and nutrient requirements of these microorganisms have only been partially identified. Here, we investigated the role of electron acceptors alternative to oxygen and sulfate in microbial methane oxidation at the oxycline and in anoxic waters of the ferruginous meromictic Lake La Cruz, Spain. Active methane turnover in a zone extending well below the oxycline was evidenced by stable carbon isotope-based rate measurements. We observed a strong methane oxidation potential throughout the anoxic water column, which did not vary substantially from that at the oxic/anoxic interface. Both in the redox-transition and anoxic zones, only aerobic methane-oxidizing bacteria (MOB) were detected by fluorescence in situ hybridization and sequencing techniques, suggesting a close coupling of cryptic photosynthetic oxygen production and aerobic methane turnover. Additions of nitrate, nitrite and to a lesser degree iron and manganese oxides also stimulated bacterial methane consumption. We could not confirm a direct link between the reduction of these compounds and methane oxidation and we cannot exclude the contribution of unknown anaerobic methanotrophs. Nevertheless, our findings from Lake La Cruz support recent laboratory evidence that aerobic methanotrophs may be able to utilize alternative terminal electron acceptors under oxygen limitation

Response of macroinvertebrates to experimental nutrient and fish additions in European localities at different latitudes

The sedimentary and plant-associated macroinvertebrate communities have been examined in a series of mesocosm experiments carried out in five locations, in Finland, Sweden, UK, Northwest Spain and Mediterranean Spain (the International Mesocosm Experiment). The experiments were designed to investigate how shallow lake ecosystems respond to the addition of nutrients and planktivorous fish along a climate gradient. Nutrient additions increased sedimentary benthos densities and total biomass to a plateau at intermediate levels of nutrients. The effect was greater in the warmest localities. Beyond the saturation point a further increase in nutrient loading had different effects depending on locality. Only in the southernmost site (in Mediterranean Spain), did it induce a shift to a turbid phase and macrophyte disappearance. Thus there are breakpoints in the relationship with nutrients, leading to alternative sediment communities subsequent to the water alternative states. Presence of fish increased the densities and biomass of sediment macroinvertebrates, more clearly in the more southern locality, where the fish Gambusia did not prey in the bottom animals. A stabilising role of macrophytes was observed by cutting them, samples taken three weeks after cutting indicated a higher effect of fish on the sediment community when macrophytes were not present. Nutrients tended also to increase densities of plant associated macroinvertebrates at low levels with a flattening of response at intermediate levels and a decline at high levels. At high fish level the numbers and biomass of plant-associated macroinvertebrates were lowered in all cases, because of increased predation. However fish addition at low level in most cases had the opposite effect, because their predation pressure was not high and regeneration of nutrients through their activities might increase food availability and control invertebrate predators. Fish influenced especially community composition, because they prey selectively. Addition of fish at low densities increased macroinvertebrate diversity. A diel migratory cycle was observed in plant-associated macroinvertebrates, but only in the southerly locations. Latitudinal influences on the structure of the macroinvertebrate communities occur but that they operate indirectly. There was a prominent effect of nutrients on these communities so that starting trophy is very important. Fish effects are layered on these and depend to a large extent on the particular range of diet of the species involved.Se ha estudiado la comunidad de macroinvertebrados bentónicos del sedimento así como la de los asociados a los macrófitos en una serie de mesocosmos concebidos para un experimento múltiple simultáneo llevado a cabo en cinco localidades europeas: Finlandia, Suecia, Reino Unido (UK), Noroeste de España y Levante Español. El experimento fue diseñado para investigar como responden los ecosistemas de lagos someros a los aportes de nutrientes y a la abundancia de peces planctívoros a lo largo de un gradiente climático. La adición de nutrientes incrementó la densidad del bentos del sedimento y su biomasa hasta estabilizarse a niveles intermedios de nutrientes, siendo este efecto mayor en las latitudes más bajas y cálidas. Más allá del punto de saturación, un aumento adicional de la carga de nutrientes tuvo efectos diferentes dependiendo de la localidad y solo en el lugar de menor latitud, (en el Levante Español) indujo el cambio hacia una fase turbia, con desaparición de los macrófitos, esto es, hay puntos de ruptura relacionados con la carga de nutrientes que conducen a comunidades alternativas en el sedimento, subsiguientes a los mencionados estados alternativos en las aguas someras. La presencia de peces aumentó la densidad y biomasa de los macroinvertebrados del sedimento, ello también más claramente en la localidad situada más al Sur, ya que el pez planctívoro ensayado (Gambusia) por lo general no depreda en los animales del sedimento. Se observó también el papel estabilizador de los macrófitos comparando las muestras tomadas antes y después de que estos fueran cortados, por ejemplo se observó un efecto mayor de los peces en las comunidades del sedimento cuando los macrófitos no estaban presentes. Los nutrientes tendieron también a incrementar las densidades de los macroinvertebrados asociados a los macrófitos cuando se aportan a bajos niveles, con una estabilización de la respuesta para los valores intermedios y un declive para los valores más altos. Cuando se adicionaron densidades altas de peces, el número y biomasa de los macroinvertebrados asociados a los macrófitos descendieron en todos los casos, como resultado del aumento de la depredación. Sin embargo, las adiciones a baja densidad de peces, en la mayoría de los casos, tuvo el efecto contrario, ya que su presión de depredación no es alta y pueden contribuir a la regeneración de los nutrientes a través de la vía detrítica que incrementa la disponibilidad de alimento, así como al control de otros invertebrados depredadores. La presencia de peces influenció especialmente la composición de la comunidad, ya que su depredación es selectiva. La adición de peces en bajas densidades aumentó la diversidad de los macroinvertebrados. También fue observado que el ciclo diario de migración en los macroinvertebrados asociados a los macrófitos, es más importante en las localidades ubicadas en las latitudes de más al Sur. Las influencias latitudinales en la estructura de las comunidades de macroinvertebrados, si bien sucede, opera indirectamente. Hay un efecto dominante de los nutrientes en estas comunidades, y el nivel trófico de las condiciones iniciales es muy importante. Los efectos de los peces se subordinan al de los nutrientes y dependen en gran medida de la dieta de las especies involucradas

Defining the importance of landscape metrics for large branchiopod biodiversity and conservation: the case of the Iberian Peninsula and Balearic Islands

The deficiency in the distributional data of invertebrate taxa is one of the major impediments acting on the bias towards the low awareness of its conservation status. The present study sets a basic framework to understand the large branchiopods distribution in the Iberian Peninsula and Balearic Islands. Since the extensive surveys performed in the late 1980s, no more studies existed updating the information for the whole studied area. The present study fills the gap, gathering together all available information on large branchiopods distribution since 1995, and analysing the effect of human population density and several landscape characteristics on their distribution, taking into consideration different spatial scales (100 m, 1 km and 10 km). In overall, 28 large branchiopod taxa (17 anostracans, 7 notostracans and 4 spinicaudatans) are known to occur in the area. Approximately 30% of the sites hosted multiple species, with a maximum of 6 species. Significant positive co-occurring species pairs were found clustered together, forming 4 different associations of large branchiopod species. In general, species clustered in the same group showed similar responses to analysed landscape characteristics, usually showing a better fit at higher spatial scales.Brazilian Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico-CNPq [401045/2014-5]Spanish Ministry of Education, Culture and Sport [FPU014/06783]info:eu-repo/semantics/publishedVersio