Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales

La limnología en Colombia

Historical review of limnology in Colombia

Resumen El estudio de la limnología en Colombia se inicia con los trabajos de Joaquín Molano Campuzano en la década de 1950. A partir de los años setenta se inicia en la Universidad de Antioquia una etapa de activa productividad que ha ido creciendo de manera exponencial hasta nuestros días. El libro "Fundamentos de limnología neotropical" y la "Guía para el estudio de los macroinvertebrados acuáticos en el departamento de Antioquia" sirvieron de base para este rápido desarrollo de la limnología en el país y en la mayoría de los países de Latinoamérica. Colombia es uno de los países más ricos en aguas a nivel mundial, miles de ríos, lagos, lagunas, ciénagas y estuarios cubren todo nuestro territorio. Sin embargo, aún falta mucho por conocer sobre estos escosistemas. En la década de 1940 comenzó la construcción de un gran número embalses para la generación de energía, así como de acuedutos, lo que inauguró un nuevo capítulo en los estudios limnológicos. Los macroinvertebrados acuáticos han sido los mejor estudiados en Colombia y la guía para su determinación y estudio en el departamento de Antioquia ha servido de referencia para la elaboración de claves similares en la mayoría de los países latinoamericanos. El país cuenta con una legislación del Ministerio del Medio Ambiente en la cual se establece el estudio de los macroivertebrados acuáticos como bioindicadores de calidad en estudios de impacto ambiental.

Abstract The study of limnology in Colombia begins with the works carried out by Joaquín Molano Campuzano in the 1950s. In the 1970s, a very productive stage began at the University of Antioquia that has continued growing exponentially until today. The book on the "Fundamentals of Neotropical Limnology" and the "Guide for the Study of Aquatic Macroinvertebrates in the Department of Antioquia" served as the basis for this rapid development of limnology in Colombia and in most of Latin American countries. Colombia is one of the richest countries in water worldwide: thousands of rivers, lakes, lagoons, marshes, and estuaries cover our entire territory. However, much remains to be known about these ecosystems. In the 1940s, a large number of reservoirs for energy generation and aqueducts began to be built, which generated a new field for limnological studies. The aquatic macroinvertebrates have been the best studied in Colombia and the guide for their identification and study in the Department of Antioquia has served as a reference for the establishment of similar keys in most Latin American countries. Our country counts the legislation issued by the Ministry of the Environment where the study of aquatic macroinvertebrates as quality bioindicators in environmental impact studies is established.

Thermal structure evolution and morphometric characteristics of a tropical mountain wetland

Resumen Los humedales son ecosistemas de gran importancia ecológica y social debido a la gran variedad de servicios ecosistémicos que ofrecen. En esta investigación se evaluaron los parámetros morfométricos y la estructura térmica en un humedal del Oriente antiqueño. Se hizo un levantamiento batimétrico, se ubicaron sensores de temperatura en la columna de agua y se recolectaron los registros meteorológicos de una estación de la Corporación Autónoma Regional de las cuencas de los rios Negro y Nare (Cornare) ubicada en el municipio de Guarne. Construido el mapa batimétrico, se caracterizó el humedal como somero, con una profundidad media de 0,82 m, área de 1.300 m2 y un volumen de 1.072 m3. Según el análisis de la dinámica de la estructura térmica con las variables meteorológicas, la columna de agua presentó un patrón de mezcla polimíctico cálido continuo, que respondió a la variación de la temperatura ambiente y la radiación solar más que al patrón estacional. El mayor almacenamiento de calor durante el periodo evaluado se produjo en el mes de marzo, con un valor de 10.431,42 J/cm2, entre las 18:00 y las 21:00 horas. Este proyecto hizo parte del convenio 310-2017 entre Cornare, la Universidad Católica de Oriente y el municipio de Rionegro.

Abstract Wetlands are ecosystems of great ecological and social importance due to the great variety of ecosystem services they offer. In this research, we evaluated an eastern wetland. First, we carried out a bathymetric survey, then we located temperature sensors in the water column, and collected meteorological records from a Cornare station located in the municipality of Guarne. Once we had the bathymetric map, the wetland was characterized as a shallow wetland with a mean depth of 0.82 m, an area of 1,300 m2, and a volume of 1,072 m3. In the analysis of the dynamics of the thermal structure with the meteorological variables, the water column presented a continuous warm polymictic mixing pattern, which responded to the variation of ambient temperature and solar radiation more than to the seasonal pattern. The maximum heat storage during the evaluated period occurred in March with a value of 10,431.42 J/cm2 between 18:00 and 21:00 hours. This project was part of Agreement 310-2017 signed by Cornare, Universidad Católica de Oriente, and the municipality of Rionegro.

Main physicochemical and biological variables in the trophic state of five Colombian Andean reservoirs

Resumen Los modelos de medición del estado trófico en embalses pueden ser diferentes a los establecidos en ecosistemas naturales debido principalmente al efecto de los aportes de la cuenca y la operación. El objetivo del presente estudio fue establecer modelos basados en variables físicas, químicas y biológicas que permitieran explicar y predecir el estado trófico de embalses andinos colombianos. La información se recopiló entre febrero de 2010 y diciembre de 2015 para determinar el estado trófico en cinco embalses andinos colombianos mediante el índice basado en la concentración de fósforo total diseñado para lagos cálidos tropicales. Las relaciones entre las variables se establecieron utilizando la correlación de Spearman y análisis canónicos, y las diferencias entre los grupos mediante las pruebas de Kruskal-Wallis y post hoc de Dunn. Se generó un modelo logístico multinomial para estimar la probabilidad de asignación de la categoría de estado trófico y un árbol de clasificación y regresión para determinar las variables explicativas de mayor relevancia. Se hallaron siete categorías que incluyeron desde el estado ultraoligotrófico hasta el hipereutrófico, en tanto que el análisis discriminante arrojó tres grupos de embalses: hipereutróficos (Porce II), meso-eutróficos (Porce III) y oligotróficos (Amaní, Punchiná y San Lorenzo), clasificación que se explica por la conductividad eléctrica y el contenido de fósforo total y clorofila a. Las densidades planctónicas no mostraron relación significativa con el nivel trófico, aunque la densidad del zooplancton tendió a incrementar con este. Se puede concluir que los modelos estadísticos generados permitieron predecir el estado trófico de los embalses estudiados.

Abstract The models that measure the trophic state in reservoirs differ from those designed for natural ecosystems due mainly to the effect of basin contributions and the reservoir operation. Our study aimed at establishing models based on physical, chemical, and biological variables to explain and predict the trophic state of Colombian Andean reservoirs. The data were collected between February 2010 and December 2015 and we determined the trophic status in five Colombian Andean reservoirs using the index of total phosphorus concentration designed for tropical warm lakes. The relations between variables were established through the Spearman correlation and canonical analyses and the differences among groups through the Kruskal-Wallis and the Dunn post hoc tests. We generated a multinomial logistical model to estimate the probability of assignment of the trophic state category and classification and a regression tree to determine the most relevant explanatory variables. Seven categories ranging from ultra-oligotrophic to hypereutrophic status were found while the discriminating analysis resulted in three groups of reservoirs: hypereutrophic (Porce II), meso-eutrophics (Porce III), and oligotrophic (Amain, Punchina, and San Lorenzo), a classification that responds mainly to the electrical conductivity and the total phosphorus and chlorophyll a contents. Planktonic densities showed no significant relationship with the trophic state, although zooplankton density tended to increase with it. We concluded that the statistical models we generated allowed us to predict the trophic status of the reservoirs under study.

Seasonal variability of advective and atmospheric heat fluxes and mean temperature in a tropical Andean reservoir

Resumen Con el objetivo de determinar los factores que dominan la dinámica térmica en la escala estacional de un embalse tropical andino, se calculó el balance de energía usando datos de campo, correlaciones empíricas y el modelo numérico hidrodinámico CE-QUAL-W2. Se planteó un método para la estimación de los cambios en la temperatura media inducidos por los flujos de calor atmosféricos y advectivos considerando el efecto de los cambios de volumen. Se encontró que la tasa de cambio de la temperatura media asociada con los flujos advectivos era, en promedio, el doble de la asociada con los flujos atmosféricos y hasta 13 veces mayor en el período húmedo. Un balance de energía a escala estacional en un embalse dominado en tal medida por los flujos advectivos no se había reportado previamente. Los principales factores que explicarían este comportamiento fueron el reducido tiempo de renovación del agua (VQ-SO días), la ubicación sobre la zona de convergencia intertropical y su influencia en el ciclo de radiación solar incidente y la precipitación, y la velocidad del viento sobre la superficie asociada con una morfología encañonada. Estas características suelen ser recurrentes en los embalses andinos, lo que sugiere un régimen térmico distintivo en algunos de estos sistemas que sería determinante para sus procesos biogeoquímicos.

Abstract To identify the main factors controlling the seasonal thermal dynamics of an Andean tropical reservoir, we estimated the energy balance using field data, empirical correlations, and hydrodynamic modeling with CE-QUAL-W2. We propose a methodology for estimating variations in the mean temperature induced by advective and atmospheric fluxes considering volume changes. We found that the temperature variations related to advective fluxes were two times higher than those related to atmospheric fluxes and could be up to 13 times higher in the wet season. To our best knowledge, there are not reports showing reservoir energy balances where advective fluxes dominate temperature variations in such a high degree. The main factors explaining this behavior would be a short flushing time (VQ~50 days), the location of the reservoir in the intertropical convergence zone and its influence on the incident solar radiation and precipitation, as well as its canyon-type morphology and low wind velocity. These features are common in tropical Andean reservoirs suggesting a distinctive thermal regime, which, in turn, could be determinant to the biogeochemical processes in these systems.

Cyanobacterial blooms in Colombia: State of knowledge and research needs in the context of climate global change

Resumen Las floraciones de cianobacterias pueden causar problemas en la calidad del agua por su rápido crecimiento y abundancia. Además de generar biomasa en exceso, causan cambios físicos, químicos y biológicos en el ecosistema. Asimismo, las cianobacterias producen neurotoxinas, hepatotoxinas y dermatotoxinas, entre otras. Los problemas asociados con las floraciones de cianobacterias han aumentado en las últimas décadas y, en consonancia, se ha incrementado a nivel global el número de investigaciones sobre las floraciones tóxicas y su efecto en los ecosistemas y la salud humana; hoy muchos países cuentan con protocolos para su manejo. Los principales factores del cambio climático global asociados con una mayor presencia y duración de las floraciones de cianobacterias son el incremento de temperatura, la eutrofización, las alteraciones hidrológicas, el aumento en la estabilidad física de la columna de agua y los cambios en las redes tróficas. En Colombia la eutrofización y el aumento en la temperatura del agua son problemas crecientes y, a pesar de ello, no existe un registro al respecto ni normas estatales que permitan reportar los casos, hacer seguimiento e implementar medidas de control y manejo. En esta revisión se presenta el estado actual del conocimiento sobre dichas floraciones en el país y las expectativas ante el cambio climático global.

Abstract Cyanobacteria can cause problems in water quality due to rapid increases in their abundance known as cyanobacterial bloom. Besides the increase in biomass, it causes physical, chemical, and biologic changes in ecosystems. Cyanobacteria also produce neurotoxins, hepatotoxins, and dermotoxins. The problems associated with cyanobacterial blooms have increased progressively in the last decades. Globally, more studies on harmful cyanobacterial blooms and their effects on ecosystems and human health are being conducted and many countries have developed protocols for their management. The main factors of climate global change associated with increasing cyanobacterial blooms are the rise in temperature, eutrophication, hydrological alterations, the increase in the physical stability of water columns, and changes in trophic networks. Eutrophication and the increase in water temperature are the main issues in Colombia, but, nevertheless, there is no record of cyanobacterial blooms nor state regulations on case reporting, monitoring or control and management measures. This review presents the current state of knowledge on cyanobacterial blooms in the country and expectations vis a vis the global climate change scenario.

Classification of morphofunctional phytoplankton groups in six lentic systems of the Caribbean, Andean, and Amazonian regions of Colombia

Resumen La clasificación basada en rasgos y grupos funcionales establecidos en la morfología del fitoplancton posibilitó una aproximación factible y objetiva en la evaluación de seis sistemas de diferente tipo, origen, morfología y condición limnológica pertenecientes a las regiones amazónica, andina y caribe de Colombia. Se estableció específicamente la relación entre las variables continuas y categóricas del fitoplancton (volumen, superficie, dimensión lineal máxima, presencia de aerótopos, mucílago, flagelo y exoesqueleto de sílice) con los parámetros limnológicos de transparencia, profundidad máxima, temperatura y concentración de iones inorgánicos. Se seleccionaron entre dos y ocho estaciones durante tres o cuatro periodos climáticos en series anuales entre el 2005 y el 2007 tomando las muestras en la zona limnética. Los taxones identificados se clasificaron en uno u otro grupo funcional basado en la morfología (GFBM) según las dimensiones morfológicas y la presencia de rasgos especializados de cada taxón. Entre los resultados más relevantes se destacó el grupo V (flagelados unicelulares de tamaño medio a grande) en ambientes poco profundos y turbios, con excepción de la llanura del Bajo Sinú en el Caribe, donde dominaba el grupo VII (colonias mucilaginosas con los lípidos y aerótopos). En los lagos profundos y de gran transparencia en montañas sobresalieron los grupos IV (tamaño medio y ausencia de rasgos especializados) y VII. Los grupos propuestos en la clasificación permitieron exponer los patrones funcionales del ensamblaje del fitoplancton y explicar significativamente su variación en respuesta a las características de los sistemas.

Abstract The classification based on phytoplankton traits and functional groups allowed a feasible and objective approach in the evaluation of six tropical systems of different types, origin, morphology, and limnological condition in the Amazon, Andean, and Caribbean regions of Colombia. Specifically, this work established the relationship between continuous and categorical variables of phytoplankton (volume, surface area, maximum linear dimension, presence of aerotopes, mucilage, flagellum, and silica exoskeleton) and limnological parameters such as transparency, maximum depth, temperature, and inorganic ions concentration. We selected two to eight stations during three or four climatic periods in annual series between 2005 and 2007 taking samples in the limnetic area. The identified taxa were classified into morphology-based functional groups (MBFG) according to the morphological dimensions and the presence of specialized traits of each taxon. Group V (unicellular o colonial flagellates of medium to large size) predominated in shallow and turbid environments, except for the Caribbean Bajo Sinu plains where group VII (large mucilaginous colonies) dominated. In the deep and highly transparent mountain lakes, groups IV (organisms of medium size lacking specialized traits) and VII predominated. The groups proposed classification exposed the functional patterns of the phytoplankton assembly and significantly explained its variation in response to the characteristics of the systems.

Incidence of hydraulic retention time in the plankton of the La Chapa reservoir (Santana, Boyacá), Colombia

Resumen El tiempo de retención hidráulica (TRH) constituye un factor determinante en la expresión de la estructura biológica y el funcionamiento de los ecosistemas acuáticos por su asociación con la dinámica de entrada y salida de agua del sistema, sin embargo, poco se conoce sobre el efecto de su variabilidad en la estructuración y la función de las comunidades acuáticas. En este estudio se determinó el TRH durante seis meses en un pequeño reservorio de la región andina y se analizó cómo su variación incide sobre el comportamiento de las variables físicas, químicas y biológicas. Se midieron las variables físicas y químicas del agua, y se obtuvo la batimetría del sistema y la información de diversidad taxonómica (riqueza y densidad) y funcional (riqueza y divergencia) del plancton. El TRH se estimó como la relación entre el volumen retenido y el balance del caudal. Los resultados sugirieron que: 1) un TRH menor a 30 días promovía el aumento de nutrientes y ello elevaba la productividad primaria, la concentración de oxígeno disuelto y el pH, los cuales se asocian con un aumento en la riqueza taxonómica y funcional del plancton, especialmente del fitoplancton; 2) un TRH de más de 30 días se relacionó con una menor concentración de nutrientes, el aumento de la temperatura y la conductividad eléctrica, lo que se corresponde con una simplificación de la estructura de la comunidad planctónica. Por último, se resalta el uso de la hipótesis de disturbio intermedio para comprender las observaciones y el TRH como factor determinante en la comprensión del funcionamiento de este tipo de ecosistemas.

Abstract The hydraulic retention time (HRT) is a determining factor in the expression of the biological structure and the functioning of aquatic ecosystems; it is associated with the dynamics of the water entering and leaving the system, but little is known about the effect of its variability in the structuring and functioning of aquatic communities. The HRT was determined for six months in a small reservoir in the Andean region of Colombia analyzing how its variation affects the behavior of physical, chemical, and biological variables. We measured the physical and chemical variables of the water and we determined the bathymetry of the system and the taxonomic (richness and density) and functional (richness and divergence) diversity of the plankton. The TRH was estimated as the relationship between the retained volume and the flow balance. The results suggested that: 1) an HRT of less than 30 days promotes an increase in nutrients which, in turn, increases the primary productivity, the concentration of dissolved oxygen, and the pH associated all of them with an increase in plankton taxonomic and functional richness, especially accentuated in phytoplankton; 2) an HRT of more than 30 days corresponds to a lower concentration of nutrients and an increase in temperature and electrical conductivity corresponding to the simplification of plankton community structure. We highlight the use of the intermediate disturbance hypothesis to understand the observations and of HRT as a determining factor in the functioning of this type of ecosystem.

Environmental factors driving phytoplankton biomass and diversity in a tropical reservoir

Abstract We determined the spatial and temporal variation of phytoplankton biomass and diversity in 10 fortnightly sampling journeys verifying five sampling sites in El Peñol-Guatapé reservoir located in Antioquia, Colombia. In situ and ex situ physical and chemical variables were measured and phytoplankton samples were taken. Richness was dominated by Chlorophyta and biomass by Dinophyta. This variable was higher in the transition zone while in the riverine zone it showed average values, the lowest were registered in the lacustrine zone. Diversity was lower in the riverine zone, but it increased considerably in the transition zone and in the lacustrine zone where it showed similar values. At the vertical scale, biomass and diversity did not vary widely. Biomass showed a differential response to the effect of precipitation changes and water levels in the reservoir zones. Due to the low variability in environmental conditions, diversity was homogeneous time-wise. These results suggest that factors related to the hydrodynamic such as precipitation and water level resulting from the dam operation and inflow have a slight influence on the temporal variations of phytoplankton biomass and structure. There was a direct relationship between these attributes and physical variables such as turbidity and nutrients concentration at spatial scale while at the vertical scale, mixing patterns and the influence of the wind explained the absence of the vertical gradient of biomass and phytoplankton structure.

Resumen Para determinar la variación espacial y temporal de la biomasa y la diversidad del fitoplancton, se realizaron diez campañas de monitoreo quincenales en cinco sitios ubicados en el embalse El Peñol-Guatapé en Antioquia, Colombia. Se midieron variables físicas y químicas y se tomaron muestras de fitoplancton. La riqueza fue dominada por Chlorophyta y la biomasa por Dinophyta, variable que fue mayor en la zona de transición, en tanto que en la zona riverina presentó valores medios y en la zona lacustre, los más bajos. La diversidad fue menor en la zona riverina, pero aumentó considerablemente en la zona de transición y en la zona lacustre, donde sus valores fueron semejantes. En el perfil vertical, la biomasa y la diversidad no variaron notablemente. La biomasa respondió de forma diferencial a las variaciones en la precipitación y el nivel del agua en las zonas del embalse. Como consecuencia de la baja variabilidad en las condiciones ambientales, la diversidad fue homogénea en el tiempo. Los resultados sugieren que factores relacionados con la hidrodinámica, tales como la precipitación y el nivel del agua resultantes de la operación del embalse y del caudal de entrada influyen levemente sobre la variación temporal de la biomasa y la diversidad del fitoplancton. Se registró una relación directa entre estos atributos y variables físicas como la turbidez y la concentración de nutrientes en la escala espacial, mientras que en la escala vertical los patrones de mezcla y la influencia del viento explicaron la inexistencia de gradientes verticales de la biomasa y la estructura fitoplanctónica.

Diversity and distribution of the phytoperiphytic community present in an Andean Amazonian river and its relationship with environmental variables

Resumen En el presente estudio se evaluaron la diversidad y la distribución de la comunidad fitoperifítica de un río andino amazónico, el río Hacha (en el municipio de Florencia, Caquetá), mediante el análisis de esta comunidad asociada con un sustrato rocoso en cuatro estaciones del gradiente altitudinal del río en periodos de alta y baja precipitación. En cada periodo climático se analizó la variación espacial de la composición y la abundancia del fitoperifiton, así como los factores ambientales que pueden ser responsables de dicha variación, y se contrastaron a partir de pruebas de comparación múltiple, un Anova y un análisis de ordenación. Se evidenció un aumento aguas abajo de la temperatura, la turbidez, y la demanda biológica de oxígeno y amonio, y una disminución de oxígeno disuelto a medida que se pasaba de las mayores altitudes a las menores durante los dos períodos analizados. Las variables de turbidez, temperatura y conductividad influyeron positivamente sobre la abundancia y la biomasa. El índice de Shannon tuvo una relación inversa significativa con las variables de demanda biológica de oxígeno y amonio y una positiva con las variables de pH y oxígeno disuelto. La clase Bacillariophyceae fue la de mayor distribución altitudinal, así como de morfoespecies registradas (52,3 %), y las estaciones A1 y A2 presentaron la mayor diversidad fitoperifítica en los muestreos. La estación Puente López (A4) registró los menores valores de riqueza y valores elevados de demanda biológica de oxígeno y amonio en las dos épocas de muestreo.

Abstract In the present study, we evaluated the diversity and distribution of the phytoperiphytic community of the Hacha River, an Andean-Amazonian river in the Florencia (Caquetá) associated with a rocky substrate in four stations along the altitudinal gradient of the river during periods of high and low precipitation. In each season, we analyzed the spatial variation of the composition and the abundance of the phytoperiphyton, as well as the environmental factors that may be responsible for this variation, contrasting them through various tests, an Anova, and management analysis. We registered an increasing gradient downstream of temperature, turbidity, and biological demand for oxygen and ammonium, as well as decreasing values of dissolved oxygen from the highest altitudes to the lowest during the two periods analyzed. The turbidity, temperature, and conductivity variables positively influenced biomass and ammonia abundance. The Shannon index presented a significant inverse relationship with the biological oxygen demand and ammonia, and a positive one with pH and dissolved oxygen. The Bacillariophyceae class had the highest altitudinal distribution and stations A1 and A2 presented the greatest phytoperiphytic diversity among samplings. The Puente López station (A4) registered the lowest richness and high values of biological demand of oxygen and ammonium in the two sampling periods.

First record of Vacuperniuspackeri (Allen) (Ephemeroptera: Leptohyphidae) from Colombia and South America with additional notes on egg morphology

Abstract In the present study, we recorded for the first time the mayfly species Vacupernius packeri (Allen, 1967) in Colombia and South America describing the egg of this species. The identification was based on nymphs, subimagos, and imagos from Tolima and Caldas, Colombia. The eggs are oval-shaped, with one polar cap, and chorionic plates that are a little overlapped near the uncapped pole but absent near the capped pole. The egg has similar characteristics to the Traverhyphes group eggs, such as chorionic plates slightly overlapped and absent on the chorion surrounding the polar cap. Future phylogenetic analyses would be important to clarify the relationships between Vacupernius and the Traverhyphes group.

Resumen Se registra por primera vez el efemeróptero Vacupernius packeri en Colombia y América del Sur y se describe la morfología de sus huevos. La especie se identificó a partir de ninfas, subimagos e imagos procedentes de los departamentos de Tolima y Caldas, Colombia. Los huevos tienen forma oval, una cápsula polar y placas coriónicas poco superpuestas cerca al polo sin tapa. Además, se observó que presentan características similares a las del grupo Traverhyphes: placas coriónicas poco traslapadas y ausentes en el corion que rodea la cápsula polar. Es importante aclarar las relaciones entre los grupos Vacupernius y Traverhyphes en futuros análisis filogenéticos.

Nymphal stages of Anacroneuria spp. (Plecoptera: Perlidae) and its relationship with physicochemical variables in three microbasins of the Combeima River, Ibagué, Colombia

Resumen El orden Plecoptera representa uno de los grupos de insectos más relevantes en bioindicación en Colombia. En los últimos años su conocimiento ha aumentado ampliamente; no obstante, en algunas zonas de la región andina los estudios taxonómicos y ecológicos son aún incipientes. Dada la importancia de los plecópteros en quebradas de alta montaña, se evaluó la relación entre la presencia y abundancia de ninfas del género Anacroneuria con variables fisicoquímicas y bacteriológicas en tres microcuencas andinas asociadas con el río Combeima (Tolima, Colombia): Las Perlas, La Plata y Cay. Se realizaron seis recolecciones diurnas con red Surber en diferentes tramos de las quebradas durante un ciclo hidrológico (2016-2017): lluvia intensa, poca lluvia y transiciones. Se registraron 750 organismos de Anacroneuria, entre los cuales se determinaron dos morfoespecies mediante morfometría tradicional (Aspl y Asp2), y se establecieron las relaciones específicas con determinadas variables en cada microcuenca mediante un análisis de componentes principales (ACP). Se encontró una correlación negativa entre la abundancia de Asp1 y el fósforo (rs=-0,5266) en Las Perlas, la conductividad eléctrica (rs=-0,4725) en La Plata, y los nitratos (rs=-0,4821) en Cay, en tanto que Asp2 presentó correlación negativa con la demanda química de oxígeno (DQO) (rs=-0,5634) y una positiva con la temperatura (rs=0,6750), el pH (rs=0,7079), los nitratos (rs=0,5569) y los fosfatos (r=0,6511) en la quebrada Las Perlas. El análisis de correlación de Spearman determinó que Asp1 presentaba un menor rango de respuesta ecológica que Asp2 frente a los cambios en las condiciones naturales del cuerpo de agua.

Abstract The order Plecoptera represents one of the most relevant groups of aquatic insects for bioindication in Colombia. In recent years, the knowledge on the order has increased greatly; nevertheless, in some areas of the Andean region, the taxonomic and ecological information is still incipient. Given the importance of the plecopterans in high mountain streams, we evaluated the relationship between the presence and abundance of nymphs of the genus Anacroneuria with physicochemical and bacteriological variables in three Andean microbasins associated with the Combeima River (Tolima, Colombia): Las Perlas, La Plata, and Cay streams. We conducted six daytime collections with a Surber net in different sections of the streams during a hydrological cycle (2016 - 2017) with high rainfall, low rainfall, and transitions. We registered 750 organisms of Anacroneuria and we assigned them to two morphospecies (Aspl and Asp2) by biometry. Specific relationships were found with certain physicochemical variables in each stream using a principal component analysis (PCA). A negative correlation was found in the Las Perlas stream between the abundance of Asp1 and phosphorus (r =-0.5266), in La Plata stream with electrical conductivity (r =-0.4725), and with nitrates (rs = -0.5569) in the Cay stream, while Asp2 was negatively correlated to chemical oxygen demand (COD) (rs=-0.5634) and positively to temperature (rs=0.6750), pH (rs=0.7079, nitrates (rs=0.5569), and phosphates (rs=0.6511) in Las Perlas stream. The Spearman correlation analysis determined that Asp1 presented a lower ecological response range than Asp2 regarding changes in the natural conditions of the water.

Composition and structure of larval Trichoptera (Arthropoda: Insecta) assemblages of the Las Perlas stream, Ibagué, Colombia

Resumen El orden Trichoptera es un grupo de insectos muy abundante y diverso en los ecosistemas acuáticos donde cumple roles importantes: es base de la cadena trófica, degrada la materia orgánica y es sensor de los cambios fisicoquímicos en el agua. Por ello, en este estudio se evaluó la composición y la estructura de los ensambles de las larvas de tricópteros asociados con los sustratos y las variables físicas, químicas y microbiológicas de la quebrada Las Perlas. Se monitorearon tres sitios de la quebrada durante seis periodos de muestreo (siguiendo el régimen hidrológico); la recolección de individuos se hizo con una red Surber en cuatro sustratos (arena, grava, hojarasca y roca). Se recolectaron 5.831 organismos distribuidos en 17 géneros y nueve familias; el género Helicopsyche fue el más abundante (2.200 individuos), seguido de Smicridea (1.808 individuos). El análisis de escalamiento multidimensional no métrico (non-metric multidimensional scaling, NMDS) evidenció diferencias significativas entre el ensamblaje de larvas de las tres estaciones evaluadas. También se pudo establecer que los sustratos de roca y grava son los preferidos por la mayoría de tricópteros para fijar sus redes de filtración y capullos pupales. Por otro lado, la distribución de los organismos se vio modulada por el efecto del caudal, siendo los periodos de poca lluvia de noviembre (M3) y febrero (M4) los de mayor densidad de organismos. Por último, el análisis de correspondencia canónica (ACC) con las variables físicas, químicas y bacteriológicas no evidenció efectos condicionantes en la distribución de los organismos. Estos resultados amplían el conocimiento de la fauna de tricópteros de la región y son indicativos del buen estado de conservación de la parte alta de la quebrada Las Perlas.

Abstract The Trichoptera order is a very abundant and diverse group of insects in aquatic ecosystems where it functions as the base of the trophic chain, degrades organic matter, and is a sensor of physicochemical alterations. In this study, we aimed at determining the composition and structure of the Trichoptera on the substrates, as well as the physical, chemical, and microbiological variables of the Las Perlas stream. Three stations of the stream were monitored during six sampling periods; the collection was carried out with Surber samplers on four substrates (sand, gravel, leaf litter, and rock). We collected 5,831 organisms distributed in 17 genera and nine families, where the genus Helicopsyche (Helicopsychidae) was the most abundant (2,200 ind.) followed by Smicridea (1808 ind.). The NMDS ranking analysis supported on ANOSIM showed that there were significant differences between the assemblies of the three stations evaluated. Rock and gravel substrates are preferred by most Trichoptera to establish their filtration nets and pupal cases. Temporally distribution of the organisms is modulated by the effect of the flow with the periods of low rainfall M3 and M4 as those of a higher density of organisms. Finally, the analysis of canonical correspondence showed that no variable had conditioning effects on the distribution of organisms. These results broaden the knowledge of the Trichoptera of the region and provide information on the environmental status of the Las Perlas stream, an important source and supplier for the population of Ibagué.

First record of the larvae Byrsopteryx Flint, 1981 (Trichoptera: Hydroptilidae) in Colombia

Abstract Hydroptilidae is one of the most diverse families of the order Trichoptera in the world. Neotropical fauna has 36 genera. In Colombia, 14 have been reported in the larval stage and 11 in the adult stage. In the present study, a Byrsopteryx larva is registered for the first time in Colombia. The larva was found in the Orotoy River (919 MASL), a stream from the foothills of the eastern flank of the country's Eastern Cordillera (Orinoquia) characterized as waterfall current with riffle on rocks and pebbles, preserved riparian vegetation with open canopy, and clay-loam soil. The water temperature was 19.7 °C, pH 5.8, conductivity 15.6 μS/cm, and dissolved oxygen 9.1-9.7 mg/lO2. Given the high diversity of aquatic ecosystems and the limited knowledge of Hydroptilidae genera in Colombia, we hope to open the way for new research and discovery of more species in the country.

Resumen Hydroptilidae es una de las familias más diversas del orden Trichoptera en el mundo. En el Neotrópico se han reportado 36 géneros y en Colombia se han registrado 14 en estado larval y 11 en estado adulto. Se registra por primera vez para Colombia la larva de Byrsopteryx. La larva se encontró en el río Orotoy (919 m s.n.m.), corriente del piedemonte del flanco oriental de la Cordillera Oriental del país (Orinoquia). El tramo se caracterizó por ser de tipo cascada, corriente rápida sobre rocas y guijarros, vegetación riparia conservada con dosel abierto y suelo franco-arcilloso. La temperatura del agua era de 19,7 °C, el pH de 5,8, la conductividad de 15,6 μS/cm y el oxígeno disuelto de 9,19,7 mg/1 O2. Dada la gran diversidad de ecosistemas acuáticos y el escaso conocimiento de géneros de esta familia en Colombia, se espera que en un futuro cercano se aunen esfuerzos que fomenten la investigación y el descubrimiento de nuevas especies para el país.

Trichoptera larvae in an altitudinal gradient in a Neotropical river

Resumen Se evaluó la diversidad de larvas de tricópteros en cuatro sitios establecidos a lo largo del río Gaira, Sierra Nevada de Santa Marta. Se valoraron la diversidad y la abundancia de los ensamblajes y se examinaron características ambientales y su relación con la distribución de los taxones. La recolección de los organismos se hizo manualmente y con una red Surber. Se recolectaron 443 organismos de 10 familias y 21 géneros, 11 de los cuales constituyen los primeros registros en el río Gaira y uno de estos el primero en Colombia. Los géneros exclusivos en los tramos de mayor altitud (San Lorenzo y La Cascada) correspondieron a cf Amazonatolica, Cyrnellus, Nectopcyche y Polycentropus, con 97 en San Lorenzo y 112 en La Cascada. En la parte media del río fueron Ochotrichia, Cerasmatrichia y Metrichia, tramo donde se presentó la menor abundancia (69 individuos). Por último, en la estación ubicada en la parte baja se encontraron individuos de Protoptila, Mortoniella, Oecetis y Chimarra y, además, las mayores abundancias (165 individuos) y diversidad de géneros (13). En cuanto al gradiente de distribución altitudinal, los géneros que presentaron los rangos más amplios fueron Smicridea, Leptonema y Xiphocentron. Se registró un 51,1 % de los géneros de tricópteros descritos en diferentes ríos y altitudes del territorio nacional.

Abstract We evaluated the diversity of Trichoptera larvae at four sites along an altitudinal gradient in the Gaira River, Sierra Nevada de Santa Marta. We examined the diversity and abundance of the assemblages, as well as the environmental characteristics and their relationship with the distribution of taxa. Organisms were collected using a Surber network and manual capture for a total of 443 organisms from 10 families and 21 genera, 11 of which are first records for the Gaira River and one of them is a new record of distribution for Colombia. The genera identified in high-altitude sites (San Lorenzo and La Cascada) corresponded to cf Amazonatolica, Cyrnellus, Nectopsyche, and Polycentropus (97 in San Lorenzo and 112 in La Cascada). In La Victoria, the middle part of the river (lower abundance with 69 individuals), we found Ochotrichia, Cerasmatrichia, and Metricihia. Finally, in the lower part of the river, we found Protoptila, Mortoniella, Oecetis, and Chimarra with the highest abundance (165 individuals) and diversity of genera (13). Regarding the altitudinal distribution gradient, the genera that show the widest ranges were Smicridea, Leptonema, andXiphocentron. We recorded 51,1 % of the genera of Trichoptera described in different rivers and altitudinal gradients in the country.

Taxonomic contribution to the Chironominae subfamily in Caldas: new records, taxonomic keys, and diagnosis

Resumen Chironomidae es una familia de moscas acuáticas con amplia distribución global, siendo el grupo de insectos más abundante en los ecosistemas de agua dulce. La familia tiene 11 subfamilias, de las cuales apenas cinco están reportadas para Colombia, entre ellas la de los Chironominae, una de las más diversas del grupo. Los estados inmaduros se han utilizado como bioindicadores de contaminación, sin embargo, un gran obstáculo para el avance de las investigaciones ecológicas con este grupo es su difícil taxonomía y la falta de inventarios y de claves taxonómicas regionales. En este contexto, se presenta la primera clave taxonómica para los géneros de Chironominae registrados en Caldas con su respectiva diagnosis e imágenes ilustrativas. Para su determinación, se prepararon cápsulas cefálicas de larvas depositadas en la Colección Entomológica del Programa de Biología de la Universidad de Caldas (CEBUC), las cuales proceden de afluentes de la cuenca del río Chinchiná; además, se revisaron los estudios que reportan Chironominae en Caldas. Se encontraron nueve géneros: Polypedilum, Rheotanytarsus, Chironomus, Endotribelos, Género A, Paracladopelma, Paratanytarsus, Riethia y Tanytarsus, estos siete últimos se registran por primera vez en Caldas.

Abstract Chironomidae is a family of aquatic flies with a wide global distribution, which constitutes the most abundant group of insects in freshwater ecosystems. The family has 11 subfamilies worldwide, of which five are registered in Colombia, among them the Chironominae, one of the most diverse of the group. The immature stages of the family have been used as bioindicators of contamination, however, a significant obstacle for the improvement of ecological research using this group is its complicated taxonomy, as well as the lack of inventories and regional taxonomic keys. In this context, we present here the first generic taxonomic key of Chironominae for the department of Caldas accompanied by the diagnosis and illustrative images of the documented genera. We also conducted a review of the literature reporting the subfamiliy for Caldas and the slide-mounting of the cephalic capsule of the larvae deposited in the Entomological Collection of the Biology Program of the University of Caldas (CEBUC) from different tributaries of the Chinchiná River basin. We found nine genera: Polypedilum, Rheotanytarsus, Chironomus, Endotribelos, Genus A, Paracladopelma, Paratanytarsus, Riethia, and Tanytarsus, of which the last seven are registered for the first time in Caldas.

The Elmidae family (Insecta: Coleoptera: Byrrhoidea) in Colombia: Taxonomic richness and distribution

Resumen Los élmidos son una familia de escarabajos acuáticos muy frecuentes en ambientes lóticos y de amplia utilización como bioindicadores de la calidad de agua. Con el objetivo de reconocer la riqueza y la distribución de los géneros de Elmidae en Colombia, se revisaron e identificaron 22.150 ejemplares (larvas y adultos) recolectados y depositados entre 1976 y 2017 en varias colecciones entomológicas del país, en especial el Museo de Entomología de la Universidad del Valle. Los puntos de muestreo se ubicaron entre los 10 y los 3.947 m s.n.m., en 29 departamentos, 154 municipios y alrededor de 420 cuerpos de agua de diferente orden de magnitud, incluidas las principales macrocuencas y las cinco regiones naturales del país. Se registraron 29 géneros de Elmidae, de los cuales 23 correspondían a la subfamilia Elminae: Austrelmis, Austrolimnius, Cylloepus, Epodelmis, Gyrelmis, Heterelmis, Hexacylloepus, Hintonelmis, Holcelmis, Huleechius, Macrelmis, Microcylloepus, Neocylloepus, Neoelmis, Neolimnius, Notelmis, Onychelmis, Pilielmis, Portelmis, Stegoelmis, Stenhelmoides, Tyletelmis y Xenelmis, y seis a Larainae: Disersus, Hexanchorus, Phanoceroides, Phanocerus, Pharceonus y Pseudodisersus. Se hizo una sinopsis taxonómica con datos geográficos, mapas de distribución y registro fotográfico para cada género. Se actualizó el listado nacional con 59 especies y se ampliaron los rangos de distribución de los géneros conocidos en el país. Se incluyeron datos de las larvas de Gyrelmis, Notelmis, Onychelmis y Stenhelmoides, cuya asociación con el adulto era desconocida. Estos datos representan el 60,4 % de los géneros conocidos en el Neotrópico y 67,4 % de los registrados en Suramérica, lo que significa que Colombia es el país neotropical con el mayor registro genérico de Elmidae.

Abstract Riffle beetles are a family of beetles commonly found in aquatic environments widely used as bio-indicators of water quality. In an effort to establish the biodiversity and distribution of the Elmidae family in Colombia, we reviewed and identified 22,150 specimens (larvae and adults) from the material maintained in various entomological collections throughout the country, primarily in the Museo de Entomología de la Universidad del Valle. The individuals are associated with fieldwork completed between 1976 and 2017. The samples were collected in 154 municipalities of 29 departments from approximately 420 streams of different sizes and magnitudes located between 10 to 3,947 meters above sea level. The study incorporated the five natural regions of Colombia and the principal macro-basins in the country. A total of 29 Elmidae genera were reported including 23 of the Elminae subfamily: Austrelmis, Austrolimnius, Cylloepus, Epodelmis, Gyrelmis, Heterelmis, Hexacylloepus, Hintonelmis, Holcelmis, Huleechius, Macrelmis, Microcylloepus, Neocylloepus, Neoelmis, Neolimnius, Notelmis, Onychelmis, Pilielmis, Portelmis, Stegoelmis, Stenhelmoides, Tyletelmis, and Xenelmis. The other six corresponded to the Larainae subfamily: Disersus, Hexanchorus, Phanoceroides, Phanocerus, Pharceonus, and Pseudodisersus. We provide a taxonomic synopsis with geographic data, distribution maps, and photographic records for each genus. The national list was updated for 59 species and the distribution ranges of known genera were expanded. We included data regarding Gyrelmis, Notelmis, Onychelmis, and Stenhelmoides larvae whose association with the adult specimens was previously unknown. The records summarized in this work represent 60.4% of the genera known in the Neotropics and 67.4% in South America placing Colombia as the Neotropical country with the highest number of Elmidae generic records.

First record of Cytheridella ilosvayi Daday, 1905 (Ostracoda: Limnocytheridae) in the Ciénaga San Silvestre, Colombia

Resumen Se reporta por primera vez en el valle del Magdalena el ostrácodo Cytheridella ilosvayi Daday, 1905. Esta especie había sido reportada en Colombia solamente en Casanare, región oriental del país. En marzo del 2018, durante la época de aguas bajas, se recolectaron 7.000 ejemplares hembras extraídas de las raíces de la macrófita Eichhornia crassipes en la ciénaga de San Silvestre (Santander), ubicada en la región andina.

Abstract The ostracod species Cytheridella ilosvay Daday, 1905, is reported for the first time for the Magdalena valley. This species has been described in Colombia only in Casanare. A total of 7,000 specimens, all females, were collected from the roots of the macrophyte Eichhornia crassipes in the Ciénaga San Silvestre in Santander during the low water season in March 2018.

Diversity of aquatic macroinvertebrates in the National Natural Park Selva de Florencia, Colombia

Resumen Los ecosistemas dulceacuícolas son una fuente primaria de servicios ecosistémicos indispensables para el sostenimiento de la vida y albergan una importante diversidad de insectos acuáticos. Dados los vacíos de información sobre la entomofauna acuática en parques nacionales, el objetivo de este estudio fue evaluar la diversidad de insectos acuáticos del Parque Nacional Natural Selva de Florencia (PNNSF), ubicado en el noroccidente colombiano. Se recolectaron macroinvertebrados acuáticos en tres microcuencas seleccionadas del parque (La Selva, Las Mercedes y Chupaderos). Los especímenes fueron identificados y depositados en la Colección Entomológica del Programa de Biología de la Universidad de Caldas (CEBUC) y, posteriormente, se analizó su composición, riqueza y diversidad. Se recolectaron 534 individuos representados en 10 órdenes, 41 géneros y 57 morfoespecies. Todos los géneros reportados constituyen nuevos registros en el PNNSF y cuatro de las especies de Ephemeroptera son nuevas, y de estas tres aún están en proceso de descripción. La mayor riqueza y diversidad se encontraron en la quebrada La Selva, con 20 taxones exclusivos, entre ellos, Dryops, Gyretes, Anchytarsus, Diochus, Limnocoris, Hebrus y Thraulodes, según el análisis de composición. Este estudio constituye el primer levantamiento taxonómico de macroinvertebrados acuáticos del PNNSF. Los nuevos registros y especies documentados demuestran la importancia de ampliar la investigación sobre la entomofauna acuática en la zona para así facilitar futuros estudios ecológicos (incluidos programas de biomonitoreo), sistemáticos y biogeográficos en la región.

Abstract Freshwater ecosystems are a primary source of ecosystem services essential for the maintenance of life. The biodiversity of aquatic insects in these ecosystems is significant. Considering the limited information about aquatic entomofauna in Colombian national parks, our objective was to evaluate the diversity of aquatic insects in the National Natural Park Selva de Florencia, located in the northwestern region of Colombia. We collected the aquatic macroinvertebrates in three selected microbasins of the park (La Selva, Las Mercedes, and Chupaderos). The sampled specimens were deposited in the CEBUC collection and, subsequently, we analyzed their diversity, composition, and richness. A total of 534 individuals represented in 10 orders, 41 genera and 57 morphospecies of aquatic insects were collected. All genera reported in this study are new records for the PNNSF and we documented four new species of Ephemeroptera, three of which are still being described. The greatest richness and diversity were found on La Selva stream with 20 exclusive taxa, among which we can mention Dryops, Gyretes, Anchytarsus, Diochus, Limnocoris, Hebrus y Thraulodes after the composition analyses. The new species and records for the park demonstrate the importance of expanding research on aquatic entomofauna in the area to facilitate future studies on the region's ecology (included biomonitoring programs), systematics, and biogeography.

Composition of macroinvertebrates in the provinces of Márquez and Lengupá and the possible effect of orogenesis on their distribution

Resumen La orogénesis de los Andes en Colombia modificó el paisaje y el clima ocasionando un elevamiento que provocó la interrupción de la circulación atmosférica y dando lugar a un aumento de lluvias en el flanco oriental, lo que transformó la red hidrográfica continental y aumentó la disponibilidad de nutrientes, permitiendo, a su vez, la aparición de una gran variedad de hábitats con el consecuente aumento de la diversidad de flora y fauna en el país. El levantamiento de las cordilleras promovió la vicarianza ecológica al favorecer el aislamiento genético y la especiación, lo cual explica parcialmente los patrones de acumulación de biodiversidad como parte importante en los procesos tróficos de los sistemas. En este contexto, en el periodo de 2011 a 2012 se recolectaron en sitios puntuales en 10 quebradas de las provincias de Márquez y Lengupá en el centro-sur de Boyacá para conocer la composición de macroinvertebrados del flanco oriental de la Cordillera Oriental y establecer las diferencias en los grupos presentes con respecto a las otras dos cordilleras colombianas; se tomaron muestras semicuantitativas con red de pantalla de 500 um, los especímenes se fijaron en campo con alcohol etílico al 96 % y, posteriormente, se preservaron en el laboratorio en alcohol etílico al 70 %. La identificación taxonómica se llevó al menor nivel taxonómico posible. Según los resultados, las subfamilias Orthocladiinae y Tanypodinae y el género Hyalella fueron los más abundantes, y se registraron los géneros Grumichella y Polycentropus no reportados antes en la cordilleras Central y Occidental, lo que evidencia una diferenciación, aunque no se puede concluir que sean endemismos porque el nivel taxonómico alcanzado en la mayoría de los trabajos no permite saber si se trata de las mismas especies, por lo que debe avanzarse hacia un nivel más específico.

Abstract The orogenesis of the Andes in Colombia modified the landscape and the climate causing their elevation thus interrupting the atmospheric circulation, which led to increased rainfall on their eastern flank. This transformed the continental hydrographic network and increased the availability of nutrients originating, consequently, a great variety of habitats for flora and fauna in the country. The elevation of the mountain ranges promoted the appearance of vicariant speciation and genetic isolation, which partially explains the patterns of accumulation of biodiversity as an important part of the trophic processes of the systems. In this context, we made point collections during 2011 and 2012 in 10 streams located in the provinces of Márquez and Lengupá in the center-south of Boyacá to establish the composition of macroinvertebrates on the eastern flank of the Eastern Cordillera and the differences in the groups present compared to the other two Colombian mountain ranges. We collected semi-quantitative samples with a 500 um screen network; the specimens were fixed in the field in 96% ethyl alcohol and later preserved in the laboratory in 70% ethyl alcohol; the taxonomic identification was established in the lowest possible taxonomic level. The results showed that the Orthocladiinae and Tanypodinae subfamilies and the Hyalella genus were the most abundant. Grumichella and Polycentropus genera had not been registered for the central and western mountain ranges and they show differentiation, but it was not possible to conclude that they are endemisms as in most of the previous studies, the taxonomic level does not allow to establish if they are the same species or not. Thus, the works must be completed at a more specific level.

Composition and functional aspects of the aquatic macroinvertebrates present in a headwaters microbasin in the Andes of Risaralda, Colombia

Resumen Los macroinvertebrados acuáticos cumplen un rol ecológico importante en los ecosistemas acuáticos porque permiten comprender la dinámica del flujo de energía y de los nutrientes, así como de las relaciones tróficas. Son pocos los estudios asociados con microcuencas de cabeceras andinas, y, en ese contexto, el presente estudio tuvo como objetivo evaluar el efecto de la heterogeneidad de microhábitats en la riqueza de los taxones y los grupos funcionales alimenticios en los macroinvertebrados acuáticos presentes en la microcuenca Dalí, Andes centrales de Colombia. Se hicieron monitoreos bianuales entre el 2012 y el 2016 de los aspectos biofísicos mediante el índice de hábitat fluvial, así como de los macroinvertebrados acuáticos recolectados con red Surber en los microhábitats dominantes en cinco estaciones a lo largo de la quebrada Dalí y de dos tributarios. La asignación de los grupos funcionales alimenticios se hizo con base en la revisión de la literatura especializada. En general, se registró un hábitat fluvial bien construido. Se recolectaron 34.144 organismos pertenecientes a 147 taxones que se clasificaron en seis grupos funcionales alimenticios, siendo el de los recolectores el más abundante, seguido de los fragmentadores. El sustrato rocoso fue el microhábitat más diverso. Se observaron diferencias significativas entre los microhábitats (p<0,05) y una correlación positiva de Pearson (r2: 0,923) entre la riqueza de taxones y las condiciones del hábitat fluvial. Estos resultados confirman que la microcuenca Dalí presenta el patrón típico de las corrientes de cabecera, entornos muy heterogéneos donde la presencia de material alóctono, la heterogeneidad de los microhábitats e, incluso, las coberturas vegetales influyen ya sea positiva o negativamente en la comunidad de los macroinvertebrados acuáticos.

Abstract Aquatic macroinvertebrates play a critical ecological role in aquatic ecosystems because they allow understanding the dynamics of the energy and nutrient flow, as well as the existing trophic relationships. However, there are few studies about the structure and composition of aquatic macroinvertebrates in Andean headwaters streams. In this study, we aimed to evaluate the effect of microhabitat heterogeneity on the taxa richness and functional diversity of aquatic macroinvertebrates in the Dali Creek, a low order creek in the Central Andes of Colombia. From 2012 to 2016, surveys were conducted twice a year in seven sampling reaches where we evaluated the fluvial habitat index and sampled its dominant microhabitats for aquatic macroinvertebrates. We collected 34,144 organisms grouped in 147 taxa that were classified into six functional groups, with collector and litter fragmenter groups being the most abundant. The rocky substrate was the microhabitat with the highest diversity. The difference in the taxa richness between microhabitats was statistically significant (p<0.05) and Pearson's correlation between taxa richness and the fluvial habitat index of the sampled reaches was positive (r2=0.923). Our results showed that even in headwaters, the heterogeneity of the reaches and microhabitats determines the composition and abundance of aquatic macroinvertebrates.

Macroinvertebrate and leaf mass loss of Eucalyptus sp. and Tibouchina lepidota in an Andean headwater stream with mining influence (Manizales, Colombia)

Resumen El objetivo de este estudio fue evaluar la colonización de macroinvertebrados y el porcentaje de pérdida de masa seca de hojas de Eucalyptus sp. y Tibouchina lepidota en una quebrada afectada por la actividad minera ubicada en la parte alta de la cuenca del río Chinchiná (Manizales, Colombia). Se seleccionaron dos áreas de muestreo: una reconocida como de referencia al no mostrar evidencia de impactos antropogénicos, y otra con influencia de actividades mineras auríferas. Se utilizaron 192 bolsas con 5 g de hojas senescentes de las especies seleccionadas y de una mezcla (1:1), y se extrajeron cuatro réplicas por punto de muestreo en tiempos predeterminados (+3, 7, 15, 30, 45, 60, 75 y 90 días). Se recolectaron 18.070 individuos distribuidos en ocho órdenes, 24 familias y 34 géneros. En la zona de referencia se obtuvo, comparativamente, una mayor riqueza, densidad y diversidad de macroinvertebrados. Se aspira a que los resultados de este trabajo contribuyen al conocimiento de la dinámica de la colonización de macroinvertebrados acuáticos y su papel en la descomposición de hojas de especies exóticas y nativas en microcuencas altoandinas de Colombia.

Abstract The objective of this study was to evaluate the colonization of macroinvertebrates and the dry mass loss percentage of Eucalyptus sp. and Tibouchina lepidota leaves in a headwater stream with mining impact located in the upper part of the Chinchiná River basin (Manizales, Colombia). Two sampling areas were selected: One recognized as a reference zone with no evidence of anthropogenic impacts and another with the influence of gold mining activities. We used 192 bags containing 5 g of senescent leaves of the selected species and a mixture (1:1) and we extracted four replicates per sampling point at predetermined times (+3, 7, 15, 30, 45, 60, 75, and 90 days). We collected 18,070 individuals belonging to 8 orders, 24 families, and 34 genera. In the reference area, we registered a greater richness, density, and diversity of macroinvertebrates. The results of this study will contribute to the knowledge of the dynamics of the colonization of aquatic macroinvertebrates and their role in the decomposition of leaves of exotic and native species in Colombian high Andean micro-catchments.

Influence of temporal variation of hydraulic parameters on the structure and function to the macroinvertebrate community in an Andean stream

Resumen En este estudio se evaluó la respuesta de la composición, la estructura y la función de la comunidad de macroinvertebrados a la variación temporal hidráulica en el río Agua Blanca. Se recolectaron 60 muestras en dos tramos durante dos épocas hidroclimáticas mediante un muestreo aleatorio estratificado. Se midió el caudal y el ancho del canal, así como la velocidad, la profundidad y el número de Froude (Fr) en cada muestra biológica. En la prueba de Kolmogorov-Smirnov se evidenció un incremento significativo en los valores de la velocidad, el caudal y el Fr durante la época de lluvias. El análisis ANOSIM evidenció una variación temporal en la composición y la estructura de la comunidad. Los géneros Leptohyphes, Smicridea, Helicopsyche, Nanomis y Marilia fueron más abundantes en la época de transición, y las familias Simuliidae y Sericostomatidae en la época de lluvias. El grupo funcional alimentario (GFA) dominante en la época de transición fue el de colectores-recolectores (CR) y en la de lluvias, el de los fragmentadores (FR) y colectores-filtradores (CF). Según el análisis de correspondencia canónica (ACC), Simuliidae y Metrichia se asociaron con valores altos de la profundidad, Mayobaetis con el ancho del cauce y Sericostomatidae con la velocidad y el Fr. Los ostrácodos, Meridialis y Triplectides presentaron una asociación negativa con la velocidad. Según las curvas de preferencia, el rango óptimo de velocidad para la familia Sericostomatidae fluctuó entre 1,8 m.s-1 y 2,3 m.s-1, en tanto que las profundidades óptimas para la familia Simuliidae estuvieron entre 0,3 m y 0,55 m. Se resalta el papel de las variables hidráulicas evaluadas como determinantes de la presencia de algunos géneros y grupos funcionales.

Abstract In this study, we evaluated the response of the composition, structure, and function of the macroinvertebrate community regarding the hydraulic temporal variation in the Agua Blanca Stream. The 60 macroinvertebrate samples were collected in two reaches during two hydroclimatic periods with stratified random sampling. We measured the flow and channel width for each reach and the velocity, the depth, and the Froude number for each biological sample. The Kolmogorov-Smirnov test showed a significant increase in the values of velocity, flow, and Fr during the rainy season. The ANOSIM analysis showed a temporary variation in the composition and structure of the community: Leptohyphes, Smicridea, Helicopsyche, Nanomis, and Marilia genera were more abundant in the transition season while the Simuliidae and Sericostomatidae families in the rainy season. The dominant functional feeding group (FFG) in the transition season were the collectors and in the rain season, the fragmenters and collectors-filters. According to the CCA, Simuliidae and Metrichia were associated with high depth values, Mayobaetis with the width of the channel, and Sericostomatidae with the velocity and the Fr. Ostracods, Meridialis, and Triplectides had a negative association with velocity. According to the preference curves, the optimal velocity range for the Sericostomatidae family was 1,8 m.s-1 to 2,3 m.s-1 and the optimal depths for the Simuliidae family were between 0,3 m and 0,55 m. The role of the hydraulic variables evaluated was determinant for the presence of some genera and functional groups.

Population structure and reproduction of five fish species in a Neotropical reservoir

Resumen Aun cuando el conocimiento de la estructura poblacional y los aspectos reproductivos de los peces permite diseñar estrategias adecuadas de manejo, su estudio ha sido escaso en embalses colombianos generadores de energía. Este estudio evaluó ambos aspectos en los principales recursos pesqueros del embalse Peñol-Guatapé, Antioquia, Colombia, entre 2013 y 2014 (Cyprinus carpio, Micropterus salmoides, Coptodon rendalli, Caquetaia kraussii y Kronoheros umbrifer). Los datos se recolectaron de la pesca artesanal, deportiva y turística que se realiza con trasmallos de superficie, atarraya, anzuelo con carnada viva, chinchorro de arrastre y varas de pesca. Los análisis de 9.151 individuos incluyeron métodos estándar para establecer la estructura de las tallas, el dimorfismo sexual de tamaño, la relación longitud-peso y su biología reproductiva (tallas de madurez, proporción sexual, fecundidad y periodos de madurez gonádica). Los resultados evidenciaron dimorfismo sexual de tamaño en C. carpio, M. salmoides y C. kraussii, crecimiento alométrico negativo en M. salmoides, C. kraussii y en los machos de C. carpio, así como crecimiento isométrico en C. rendalli, K. umbrifer y hembras de C. carpio. La talla media de madurez sexual difirió de las descritas en otros estudios, excepto en M. salmoides y K. umbrifer. Todas las especies mostraron una proporción mayor o igual de hembras y periodos de madurez gonádica concordantes con los periodos reproductivos descritos previamente. Esta información sirve de base para el monitoreo posterior del crecimiento y la reproducción de las cinco especies estudiadas y los lineamientos necesarios para su explotación sustentable en el embalse Peñol-Guatapé.

Abstract Although the knowledge about the population structure and reproductive aspects of fish facilitates the design of management strategies, such information is scarce for Colombian reservoirs designed for electric energy production. This study evaluated both aspects of the main fishery resources of the reservoir Peñol-Guatapé, Antioquia, Colombia, from 2013 to 2014 (Cyprinus carpio, Micropterus salmoides, Coptodon rendalli, Caquetaia kraussii, and Kronoheros umbrifer). Data was collected from artisanal, sport, and touristic fishery performed by gillnet, cast nets, live-bait hook, seine net, and fishing rod. The analyses of the 9,151 individuals collected included standard methods for determining size frequencies, sexual size dimorphism, length-weight relationships per sex, and reproductive biology (sizes and sexual mature indexes, sex ratio, fecundity, and spawning period). Our results showed sexual size dimorphism in C. carpio, M. salmoides, and C. kraussii, negative allometric growth in M. salmoides, C. kraussii, and C. carpio males, as well as isometric growth in C. rendalli, K. umbrifer, and C. carpio females. Mean sizes of sexual maturity differed from other studies except in M. salmoides and K. umbrifer. All species showed a higher ratio of females and periods of gonadal maturity concordant with reproductive periods previously described. This information is useful as baseline data for further monitoring the growth and reproduction of the five studied species and establishing guidelines on their sustainable exploitation in the Peñol-Guatapé reservoir.

Multi-temporal analysis and characterization of hydrophyte and helophyte vegetation of a belt of urban wetlands in the highlands of the Eastern region of Antioquia

Resumen Los humedales han sido catalogados como altamente diversos por su multiplicidad de ambientes y formas y constituyen ecosistemas únicos, de allí el interés por su conservación a nivel mundial. En el presente estudio se buscaba caracterizar la vegetación acuática en 13 humedales urbanos del altiplano del Oriente antioqueño estableciendo 15 cuadrantes aleatorios de 0,5 m de lado en cada humedal, con el fin de evaluar frecuencia y cobertura. Asimismo, se determinó la distribución de la vegetación acuática por hábitos de crecimiento ilustrada mediante un perfil. Por último, se hizo un análisis multitemporal para evaluar las presiones que estos ecosistemas han tenido a lo largo del tiempo. Se encontraron 81 especies de plantas acuáticas distribuidas en 39 géneros y 27 familias, de las cuales 41 son nativas de Antioquia. Las familias con mayor representación fueron Poaceae, Cyperaceae, Onagraceae y Juncaceae. El hábito de crecimiento que dominó fue el emergente, seguido del flotante enraizado y el flotante libre. Las presiones antrópicas observadas suponen que la urbanización, la minería y la contaminación han perjudicado seriamente estos ecosistemas en el territorio hasta el punto de que hoy están en riesgo de desaparición si no se los incluye en el plan de ordenamiento territorial.

Abstract Wetlands have been classified as highly diverse ecosystems given their multiplicity of environments and forms and they constitute unique ecosystems whose conservation is of worldwide interest. In the present study, we sought to characterize the aquatic vegetation in 13 urban wetlands in the highlands of the Eastern region of Antioquia using 15 random quadrants of 0.5 m distributed in each wetland to evaluate the frequency and coverage. Besides, we studied the distribution of aquatic vegetation by growth habits illustrated in a vegetation profile. Finally, we conducted a multi-temporal analysis to evaluate the pressures these ecosystems have had over time. We found 81 species of aquatic plants distributed in 39 genera and 27 families where 41 species are native to the Department of Antioquia. The families with the highest representation were Poaceae, Cyperaceae, Onagraceae, and Juncaceae. The growth habit that dominated was the emerging one followed by the rooted floating and the free-floating. The anthropic pressures observed in the spatial analysis showed that urbanization, mining, and pollution have seriously damaged these ecosystems and that they are currently at high risk of disappearance if they are not included in the plans for territorial management.

Restoration of riparian corridors in cattle ranching landscapes of the Colombian Andes: Early effects on the aquatic environment

Resumen La restauración de los bosques ribereños es una medida fundamental para la recuperación de ambientes acuáticos afectados por actividades ganaderas. Con el fin de determinar los cambios en quebradas asociadas con la restauración temprana de bosques ribereños, se hizo un seguimiento durante tres años a cuatro arroyos de primer orden ubicados en la cuenca del río La Vieja, Colombia. En cada arroyo se tomaron muestras puntuales de agua para análisis fisicoquímico y bacteriológico, se registraron aspectos de calidad de hábitat y se recolectaron macroinvertebrados. Durante los años de evaluación hubo una disminución significativa en los valores de DBO5, se presentaron cambios leves en la composición del sustrato y los patrones de flujo, y aumentaron los valores del índice de calidad de hábitat (ICH). En cuanto a los macroinvertebrados, se recolectaron 10.490 individuos, distribuidos en 19 órdenes, 53 familias y 56 géneros. Los órdenes más abundantes fueron Diptera (56 %), Trichoptera (22 %) y Basommatophora (7 %). Las familias Chironomidae e Hydropsychidae fueron las más abundantes, con el 53 y el 20 % del total. Chironomidae disminuyó significativamente a través de los años de monitoreo y los valores de los índices EPT (Ephemeroptera, Plecoptera, Trichoptera) y BMWP (Biological Monitoring Working Party) aumentaron. La exclusión de la ganadería del área ribereña y el inicio de procesos de restauración de la vegetación ribereña tuvo un efecto positivo en los parámetros de calidad de agua, del hábitat y en la comunidad de macroinvertebrados acuáticos, lo que constituye una alternativa valiosa para recuperar ambientes acuáticos en paisajes ganaderos.

Abstract The restoration of riparian forests is a fundamental step for the recovery of aquatic environments affected by cattle production. To determine the changes in the aquatic environment in streams with early riparian restoration processes, four first-order streams of La Vieja River watershed (Colombia) were monitored for three years. In each stream, we analyzed water, habitat quality, and the aquatic macroinvertebrate assemblage. During the study period, there was a significant decrease in BOD5 values, the substrate composition and flow patterns changed, and the values of the habitat quality index increased. A total of 10490 macroinvertebrates were collected, distributed in 19 orders, 53 families, and 56 genera. The most important orders were Diptera (56%), Trichoptera (22%), and Basommatophora (7%). Chironomidae and Hydropsychidae were the most abundant families with 53% and 20%. Chironomidae decreased significantly through the years of monitoring and the values of the EPT and BMWP indexes increased. The exclusion of cattle from the riparian area and the beginning of the restoration process had a positive effect on water quality and habitat parameters, as well as on the community of aquatic macroinvertebrates, which constitutes a valuable alternative to recover aquatic environments in livestock landscapes.