Functional types in epilithon algae communities of the Maquiné River, Rio Grande do Sul, Brazil

Abstract

Functional types (FTs) are groups of organisms defined by traits and similar in their association to certain environmental variables. When FTs are used to describe communities, patterns can be more clearly related to environmental factors than when examined by species. In this paper, we explore the possibility of using functional types to describe stream benthic algae communities. For this, species composition (density) was seasonally evaluated in epilithon communities selected in six sampling stations, representing headwater, mid-catchment and downstream sites in the river. The most frequent species (26) belonging to Heterokontophyta (18), Cyanobacteria (4), Chlorophyta (3) and Rhodophyta (1) were described for growth form, cell form, attachment, cell size, resistance to disturbance, nitrogen fixation and ficobilisomes. Physical and chemical descriptors of the water were also measured. In data analysis, by using an iterative optimization algorithm implemented in software SYNCSA, a subset of traits was searched with maximum correlation to environmental variables and a subset of environmental variables was found with maximum correlation to the FT-based community gradient. FTs were defined by cluster analysis of the species using the optimal traits. Considering a longer river gradient (headwater to downstream), we identified two FTs with maximum environmental congruence to turbidity and conductivity, which were defined by cell form and resistance to disturbance. The FT characterizing the unstable, downstream zone has prism on parallelogram cell form, and medium to high disturbance resistance, represented by Nitzschia filiformis (W. Smith) Hustedt and Gyrosigma attenuatum (Kützing) Rabhenhorst. Considering a shorter river gradient, from headwater to mid-catchment zone, we identified two FTs with maximum environmental congruence to pH, conductivity and DBO₅, which were defined by cell form, attachment type and cell size.

Tipos funcionais (TFs) são grupos de organismos definidos por características similares e similares em sua associação a variáveis ambientais. Na descrição da comunidade por tipos funcionais, padrões podem ser mais claramente relacionados a fatores ambientais do que quando examinados por espécies. Neste trabalho, exploramos a possibilidade de utilizar tipos funcionais para descrever a comunidade de algas epiliticas. Para isto, a composição especifica (densidade) da comunidade foi sazonalmente avaliada em seis estações amostrais, representando segmentos da cabeceira, trecho médio e foz do rio. As espécies mais freqüentes (26) pertencente a Heterokontophyta (18), Cyanobacteria (4), Chlorophyta (3) e Rhodophyta (1), foram descritas pela forma de crescimento, forma celular, tipo de aderência ao substrato, tamanho celular, resistência ao distúrbio, fixação de nitrogênio e presença de ficobilinas. Descritores físicos e químicos da água foram medidos. Na análise de dados utilizando um algoritmo de otimização iterativo implementado no software SYNCSA, foi procurado um subconjunto de características com máxima correlação com as variáveis ambientais e foi encontrado um subconjunto de variáveis ambientais com máxima correlação com gradiente da comunidade baseado em TFs. TFs foram definidos por análise de agrupamento das espécies utilizando características ótimas. Considerando todo o gradiente longitudinal do rio (cabeceiras a foz), foram identificados dois TFs com máxima congruência ambiental para turbidez e condutividade, que foram definidos pela forma celular e resistência ao distúrbio. Os TFs que caracterizaram a zona da foz foram forma celular prisma em paralelograma, e média a alta resistência a distúrbio, representadas por Nitzschia filiformis (W. Smith) Hustedt e Gyrosigma attenuatum (Kützing) Rabhenhorst. Considerando o gradiente da zona das cabeceiras ao trecho médio, foram identificados dois TFs com máxima congruência para pH, condutividade e DBO₅, definidos por forma e tamanho celular e tipo de aderência.