O efeito do tamanho de riachos sobre a diversidade e a raridade de espécies em bacias hidrográficas

Abstract

Um tópico de amplo interesse em estudos sobre ecossistemas aquáticos é a compreensão dos fatores que moldam os padrões de diversidade das comunidades de macroinvertebrados em riachos. Nesse contexto, utilizamos dados abertos disponíveis em repositórios de dados para investigar a riqueza, a raridade e a diversidade beta de macroinvertebrados aquáticos ao longo de um gradiente de tamanho de riachos dentro de diferentes bacias hidrográficas. Nossas hipóteses iniciais foram: i) a riqueza de espécies segue uma relação modal, atingindo seu pico em riachos de tamanho médio, ii) maior diversidade beta entre riachos de cabeceira do que entre riachos maiores e iii) maior raridade de espécies em riachos médios/grandes. A avaliação foi feita com dados de 10 estudos que englobaram 23 bacias hidrográficas e as hipóteses foram testadas por meio de Modelos Lineares Generalizados Mistos (GLMM). Os resultados revelaram que, em relação à riqueza de espécies, não foi observada relação modal, mas sim uma diminuição na riqueza com o aumento do tamanho do riacho. Quanto à diversidade beta, não houve variação consistente, apresentando apenas tendência de diminuição de diversidade beta conforme os tamanhos dos riachos aumentam. A proporção de espécies raras não apresentou variação significativa no gradiente de tamanho, apresentando somente leve diminuição conforme aumento no tamanho do riacho, tendência oposta ao esperado. Embora menos comum, alguns outros estudos também identificaram relação negativa entre riqueza de invertebrados e tamanho de riachos, destacando alguns fatores que podem contribuir para isso, tais como condições locais, recursos alimentares da zona ripária e a presença de espécies especialistas nas cabeceiras dos riachos. Além disso, as cabeceiras oferecem refúgio para diversas espécies. No que diz respeito à diversidade beta, a tendência de maior dissimilaridade entre riachos menores, ainda que fraca, pode ser explicada pela maior heterogeneidade de condições e isolamento dos riachos. Já a maior raridade de espécies em riachos menores pode ser explicada pela presença de espécies especialistas adaptadas às características específicas desses ambientes.

A central goal in aquatic ecosystem research is the understanding of the factors that shape the diversity patterns of stream macroinvertebrates. In this context, we used open-access data repositories to investigate the species richness, rarity and beta diversity of macroinvertebrates across a gradient of stream size within different watersheds. Our initial hypotheses were as follows: i) species richness would follow a modal relationship, peaking in streams of intermediate size, ii) greater beta diversity would be observed among headwater streams than among large streams, and iii) higher proportion of rarity would occur in medium to large-sized streams. This investigation encompassed 10 studies spanning 23 watersheds, and the hypotheses were tested using Generalized Linear Mixed Models (GLMMs). The results revealed that, concerning species richness, no modal relationship was observed. Instead, there was a decrease in species richness as stream size increased. Regarding beta diversity, there was no consistent variation, only a trend of decreasing beta diversity as stream sizes increase. The proportion of species rarity did not show significant variation along the stream size gradient, showing only a slight decreasing trend in larger streams. Although less common, some previous studies have also identified a negative relationship between stream size and species richness in aquatic invertebrates, highlighting other factors that may contribute to this pattern, such as local conditions, food resources from riparian zones and the presence of specialist species in headwater streams. Additionally, headwater streams provide refuge for various species. Regarding beta diversity, the trend of greater dissimilarity among smaller streams, although weak, can be explained by the higher heterogeneity of conditions and isolation of the headwaters. Regarding the high species rarity in smaller streams, it can potentially be attributed to the presence of specialist species adapted to the specific characteristics of these environments.