Los rasgos biológicos y ecológicos de macroinvertebrados de arroyos pampeanos frente a diferentes características del hábitat y al uso territorial de la cuenca - Rodríguez, Marianela (2020)
Uno de los objetivos principales de la ecología fluvial es sintetizar la información ecológica para poder predecir cómo los taxa responden a los cambios ambientales antropogénicos o naturales. Estos ecosistemas fluviales se encuentran dentro de los que contienen la mayor biodiversidad planetaria, pero también forman parte de los ambientes con mayores riesgos y peligros de extinción debido al aumento en su uso para el desarrollo socioeconómico moderno. La provincia de Buenos Aires presenta la mayor concentración demográfica e industrial del país que junto con la producción agroganadera y el uso más intenso de agroquímicos, ha puesto en jaque a numerosos arroyos pampeanos. Tanto los cambios espaciales como temporales de los hábitats ocurren a diferentes escalas y otorgan a los organismos un mosaico cambiante de condiciones bióticas y abióticas, las que juegan un papel importante en su organización. Las interacciones de los organismos con las propiedades fluctuantes del entorno se llevan a cabo a través de sus características morfológicas, fisiológicas, de comportamiento o uso del hábitat, las que formarán una estrategia determinada de la cual dependerá la prevalencia o no de los mismos en ese hábitat. Debido a su diversidad de formas y hábitos, los ensambles de macroinvertebrados bentónicos son buenos candidatos para evaluar la calidad de los ecosistemas acuáticos ya que tienen el potencial de responder de muchas maneras al estrés ambiental. Las características mencionadas anteriormente forman parte de los rasgos funcionales, es decir, atributos del organismo referente a su biología, fisiología y ecología (rasgos biológicos y ecológicos), que repercuten en el crecimiento, la reproducción y la supervivencia a nivel individual. Un rasgo puede mostrar diferentes expresiones o atributos, y estos pueden ser expresados en categorías o rangos. La teoría del River Habitat Templet (RHT) predice que las fuentes de hábitats de los arroyos determinan la composición y diversidad de las comunidades bióticas en una red de variabilidad espaciotemporal. Entonces, desde ese concepto se podría potencialmente hacer predicciones cuantitativas de la representación de los grupos funcionales de organismos. Por grupos funcionales, se entiende a una combinación específica de atributos que define un tipo funcional (p.ej., grupos de taxa que comparten adaptaciones con una función específica). La identificación y evaluación de estos tipos funcionales es importante para describir los mecanismos bajo los cuales la comunidad responde a diferentes factores ambientales. El objetivo general del presente trabajo de tesis es proponer, por primera vez para la Ecorregión Pampa, un modelo gráfico que sintetice la variabilidad encontrada de acuerdo con la teoría del RHT para rasgos biológicos y ecológicos de macroinvertebrados, evaluando su uso como una herramienta potencial de biomonitoreo en los ambientes fluviales pampeanos. De forma complementaria se aplicaron índices biológicos tradicionales y de diversidad funcional. Para su cumplimiento se seleccionaron los usos del suelo periurbano, industrial, agroganadero y de reserva pertenecientes a dos complejos de la Ecorregión Pampa. En el complejo de la pampa ondulada se muestrearon los arroyos El Destino, Juan Blanco, El Pescado, Cajaravilla, Pérez, Del Gato y Chubichaminí; en el complejo de las sierras bonaerenses los arroyos Tandileofú, San Gabriel, La Cascada y su arroyo (del Sistema Tandilia), Atravesado, Sauce Chico, Ventana, Napostá Grande y río Sauce Grande (del Sistema Ventania). Se tomaron muestras del hábitat templet físico- químico y biológico (es decir, macroinvertebrados) de estos sistemas fluviales entre los años 2015 y 2017 durante dos estaciones climáticas contrastantes. Para estructurar la información biológica se documentaron las características relacionadas con el ciclo de vida (p.ej. "tamaño máximo"), la resistencia o resiliencia (p.ej. “formas de resistencia”), rasgos de sus historias de vida (p.ej. "locomoción"), rasgos fisiológicos generales (p.ej. "respiración") y aspectos del comportamiento de la reproducción o nutrición de los taxa (p.ej. "reproducción", “alimento”, 'hábitos alimentarios'). Para la información ecológica, se registraron las variables que reflejaban diferentes características espaciales del hábitat utilizado por los organismos (p.ej. “altitud absoluta”), y se codificaron las preferencias por los microhábitats (p.ej. “tipo de sustrato”, “velocidad de la corriente”, “temperatura”), y también el "estado trófico" del agua en el que cada taxón vive. Tanto los rasgos biológicos como ecológicos fueron sometidos a un proceso de “fuzzyficación” que consiste en colocar valores entre 0 y 3 para "traducir" el conocimiento disponible sobre los rasgos de los organismos a valores numéricos. Se indica con valor 0: cuando no hay afinidad de un taxón a una categoría dada o no hay información documentada, 1: ante una afinidad débil a esa categoría de rasgo o se menciona en la literatura, 2: cuando se distingue una afinidad sustancial a esa categoría de rasgos y 3: en los casos que se advierte una afinidad alta a esa categoría de rasgos. Se coloca “0” ante la falta de información de un determinado taxón para asegurar que los análisis multivariados promediarán con los demás taxa ese perfil para la variable correspondiente. Se realizó un Análisis de Correspondencia Difuso (FCA) para analizar de manera preliminar la tabla de rasgos biológicos y la de ecológicos de los taxa. Se utilizó el análisis RLQ, una técnica de ordenación, que vincula tres tablas: la ambiental (R) con la tabla de rasgos (Q) a través de la tabla de abundancia (L) para investigar la relación entre las características del hábitat y los rasgos. El método de la cuarta esquina fue utilizado para evaluar la significancia estadística de la asociación entre las categorías de rasgos individuales y los gradientes ambientales sobre las bases de las puntuaciones de RLQ. Luego se combinaron los métodos para probar la hipótesis nula donde al menos una tabla (R o Q) no esté vinculada a L contra la hipótesis alternativa de que tanto los rasgos como el entorno, influyan en la distribución de especies (es decir, los enlaces LQ y RL sean significativos). La posición de los 19 grupos taxonómicos (generalmente órdenes) en los vectores del análisis FCA de los rasgos biológicos indicó la separación en seis grupos según las diferencias o similitudes en su biología indicando una relativa homogeneidad en los rasgos biológicos para un determinado grupo. En tanto, el análisis de rasgos ecológicos demostró la separación según su “utilización” del hábitat a diferentes escalas espaciales donde las variables se encuentran formando gradientes entre taxa reófilos y taxa que tienen mayor afinidad por los hábitats potámicos. En los análisis de RLQ para rasgos biológicos y ecológicos se obtuvo un eje ambiental principal que explicó la distribución de las especies y sus características distintivas. Este eje incluyó variables de presión antropogénica (p.ej.: fosfatos y amonio relacionados al uso agroganadero y urbano) y variabilidad natural (p.ej.: altitud, temperatura y materia orgánica, relacionados con el clima y la geología) que están fuertemente interrelacionadas en el área de estudio, con un claro componente espacial. Los rasgos pueden mejorar la comprensión mecánica de las relaciones causa-efecto mediante la integración de la teoría ecológica (en este caso, el concepto RHT) en el biomonitoreo, por lo tanto, indican los factores estresantes responsables del deterioro biológico. En esta tesis se halló que diferentes rasgos biológicos y ecológicos pueden indicar diferentes intensidades de impacto humano a través de un claro cambio en las combinaciones de rasgos. Los rasgos biológicos asociados a los usos periurbanos en la pampa ondulada fueron: formas de resistencia como huevos-gémulas o estatoblastos, muy tolerantes a la contaminación, tamaño mayor a 20mm; organismos con modalidades de rasgos ecológicos que incluían tolerancias a: DBO5 superiores a 10mg/l, oxígeno disuelto inferior a 4 mg/l y pH entre 6.5 y 7. En los usos agroganaderos del complejo mencionado: tamaños máximos entre 10-15 mm, excavadores epibentónicos, muy tolerantes a la contaminación y ovovivíparos; en cuanto a los ecológicos, los organismos para sobrevivir en estos ambientes deben tener las mayores tolerancias a los sólidos en suspensión, a los ambientes eutrofizados y asociados a la vegetación flotante. Los potenciales rasgos funcionales que caracterizan los sitios de las sierras bonaerenses donde se practica agricultura y ganadería son: alimentación de detritos gruesos y respiración tegumentaria junto con organismos que toleran aguas más frías y de velocidades moderadas. En estos ambientes los efectos combinados de la geología, la altitud y el clima complejizaron la selección de rasgos correspondientes a los impactos ambientales antrópicos de las serranías. Dentro de este marco teórico, la variación climática natural se propuso como un eje de perturbación (impulsado por los procesos hidrológicos intensos típicos de los sistemas lóticos serranos), mientras que la presión antropogénica (principalmente agricultura intensiva) y los sedimentos finos, una consecuencia natural de la geología potenciada por el uso del suelo, fue propuesto como un eje de adversidad. En base a las variaciones de los rasgos bio-ecológicos a lo largo de los ejes de este templet, los organismos se dispusieron en función del concepto de selección r, K y A. El escenario ecológico-evolutivo en el que los macroinvertebrados lóticos han evolucionado y por el cual se organizan sus comunidades, está estrechamente relacionado con la perturbación, la severidad ambiental y la presión antrópica.