O arranjo vegetal de macrófitas e o efeito temporal na estrutura interna das metacomunidades do fitoplâncton e seus grupos funcionais em um rio subtropical de maré

Abstract

Resumo: O estudo das distribuições de espécies em metacomunidades é crucial para compreender as respostas dos fenômenos naturais em diferentes escalas. No entanto, pouco se sabe sobre efeitos de co-relação entre os grupos biológicos do mesmo nível trófico. As macrófitas aquáticas são organismos que habitam ecossistemas aquáticos e desempenham funções vitais, como absorção de nutrientes da água e criação de um ambiente adequado para a manutenção de outros organismos, como as microalgas do fitoplâncton. As microalgas, por sua vez, são adaptadas a ambientes aquáticos e apresentam diversidade notável em formas e tamanhos. Ecologicamente, o fitoplâncton desempenha um papel crucial na regulação da exploração de diversas fontes de nutrientes e serve como base da cadeia alimentar em muitos ambientes aquáticos. O rio Guaraguaçu, localizado na bacia hidrográfica litorânea paranaense, foi o local deste estudo. As coletas de fitoplâncton e macrófitas foram realizadas no inverno e verão durante três anos em 16 pontos ao longo do rio Guaraguaçu, localizado na bacia hidrográfica litorânea paranaense. As microalgas foram identificadas e classificadas de acordo com seus grupos funcionais, enquanto as macrófitas tiveram suas características funcionais medidas e sumarizadas em uma matriz ambiental. Para analisar a estrutura da comunidade, utilizou-se o modelo de regressão multivariada JSDMs (Joint Species Distribution Models), que examina as contribuições ambientais das espécies, sua autocorrelação espacial e a covariância entre elas. Durante o verão, foi observada uma contribuição significativa da estrutura da comunidade fitoplanctônica relacionada ao ambiente, possivelmente ligada à estruturação vegetal das macrófitas. O grupo funcional mais abundante foi o grupo MP, e houve uma diminuição na diversidade de grupos funcionais durante essa estação. As correlações entre as espécies revelaram diferenças nas relações entre diferentes setores do rio. Esses resultados destacam a importância do monitoramento de longo prazo para compreender as mudanças nas comunidades fitoplanctônicas e as interações entre as espécies. Além disso, o uso de novas ferramentas de análise de comunidades biológicas e a integração de múltiplos organismos são cruciais para obter uma visão mais completa das dinâmicas das metacomunidades e dos ecossistemas.

Abstract: The study of species distributions in metacommunities is crucial for understanding the responses of natural phenomena at different scales. However, little is known about the co-occurrence effects among biological groups at the same trophic level. Aquatic macrophytes inhabit aquatic ecosystems and play vital roles such as nutrient absorption from the water and creating a suitable environment for maintaining other organisms, such as microalgae from the phytoplankton. Microalgae, in turn, are adapted to aquatic environments and exhibit remarkable diversity in forms and sizes. Ecologically, phytoplankton plays a crucial role in regulating the exploitation of various nutrient sources and serves as the foundation of the food chain in many aquatic environments. The Guaraguaçu River, located in the coastal watershed of Paraná, was the site of this study. Phytoplankton and macrophyte collections were carried out in winter and summer over three years at 16 points along the Guaraguaçu River in the coastal watershed of Paraná. Microalgae were identified and classified according to their functional groups, while macrophytes had their functional traits measured and summarized in an environmental matrix. The Joint Species Distribution Models (JSDMs) multivariate regression model was used to analyze the community structure, which examines the environmental contributions of species, their spatial autocorrelation, and covariance between them. During the summer, a significant contribution of the phytoplankton community structure related to the environment was observed, possibly linked to the vegetation structure of the macrophytes. The most abundant functional group was the MP group, and there was a decrease in the diversity of functional groups during this season. Species correlations revealed differences in relationships between different sectors of the river. These results highlight the importance of long-term monitoring to understand changes in phytoplankton communities and species interactions. Furthermore, using new tools to analyze biological communities and integrate multiple organisms is crucial for obtaining a more comprehensive understanding of metacommunity dynamics and ecosystems.