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La estructura taxonómica de la comunidad fitoplanctónica se encuentra influenciada por múltiples factores, en su mayoría integrados en aspectos funcionales y del metabolismo del ecosistema. Con el objetivo de evaluar la variación en la estructura del fitoplancton en lagos andinos sobre un amplio espectro de condiciones, se realizó un estudio en 12 lagos de la Cordillera Oriental colombiana agrupados en diferentes rangos altitudinales (alta montaña tropical, andino y tierras bajas). Bajo el criterio de sustitución de espacio por tiempo, se hicieron mediciones de variables físicas y químicas, entre ellas, descriptores del metabolismo de los lagos (carbono orgánico disuelto y clorofila-a), junto a la caracterización de la estructura taxonómica del fitoplancton. Según el Análisis de Correspondencia Canónica (ACC), los lagos se ordenaron en función de la combinación de factores climáticos, tróficos e hidrogeoquímicos asociados al rango altitudinal y el grado de mineralización. De acuerdo con el índice de Margalef el rango de tierras bajas evidenció la mayor riqueza de taxones; y según el índice de Sorensen, los lagos andinos y de tierras bajas presentaron mayor similitud en la composición taxonómica de sus comunidades. En cuanto a la condición metabólica de los lagos y su asociación con la estructura de fitoplancton, se obtuvieron cuatro combinaciones que reflejan las variantes metabólicas: 1). Predominio de sistemas mixtos con baja o intermedia concentración de COD y Chl-a, asociados con las clases Chlorophyceae y Zignematophyceae; 2). Relevancia de la vía heterotrófica, con predominio de las clases Bacillariophyceae y Chlorophyceae; 3). Sistema mixto con alta concentración de COD y Chl-a, asociado con las clases Cyanophyceae y Euglenophyceae; 4). Relevancia de la vía autotrófica, relacionado con las clases Cyanophyceae y Chlorophyceae.

Introduction: The benthic fauna of the littoral zone in lakes is important in transferring energy to other trophic levels, habitat coupling, and helping to keep habitat stability. The study of this type of interactions in lentic systems is priority, since functional aspects about biological communities are unknown. Objective: Describing the trophic relations of aquatic invertebrates of the littoral zone in a tropical high mountain lake by characterizing gut content and stable isotope analysis of δ13C and δ15N. Methods: Samples of benthic invertebrates were collected in the littoral zone of the Lago de Tota where Egeria densa was present using a handheld net method. Samples were processed in the laboratory, organisms were identified, counted and weighed. Gut contents and δ13C and δ15N stable isotopes analysis were performed as well. Results: Records of the trophic relations of aquatic invertebrates, which live in the littoral in high mountain lentic ecosystem in the Neotropics are shown. The analysis of gut contents distinguished seven food items, microphytes and MOPF were the most frequent, and through the stable isotopes analysis (δ15N) we identified four trophic levels, among resources (macrophytes and POM), and consumers (detritivores, herbivores, and predators). The two upper trophic levels concentrated greater diversity and biomass. Conclusion: Most of the organisms studied were linked to omnivorous habits, evidenced in a wide spectrum of food items in their diet. The δ15N values show an enrichment, which occurs due to the effects of the tendency towards eutrophication of the system or due to unknown values of protozoa and bacteria that plays a fundamental role in the diet of these organisms, besides the δ13C values reported in organisms consumes, allows us to suggest an affinity with native resources of the littoral zone. Resumen Introducción: La fauna béntica de la zona litoral de los lagos constituye un vínculo importante en el acoplamiento de hábitats, dinamizando los procesos de transferencia de materia y energía, y con ellos la estabilidad del sistema. El estudio de este tipo de interacciones en sistemas lénticos es prioritario, ya que existen vacíos de información sobre aspectos funcionales que involucran a las comunidades biológicas. Objetivo: Describir las relaciones tróficas de invertebrados acuáticos de la zona litoral de un lago de alta montaña tropical mediante caracterización de contenidos estomacales y análisis de isótopos estables de δ15N y δ13C. Métodos: Se colectaron muestras en la zona litoral del Lago de Tota, asociadas con la presencia de Egeria densa utilizando una red portátil. Las muestras se procesaron en el laboratorio donde los organismos se identificaron, contaron y pesaron. También se realizaron análisis de contenido estomacal e isótopos estables δ13C y δ15N. Resultados: Presentamos registros sobre hábitos tróficos de invertebrados acuáticos de litoral para ecosistemas lénticos de alta montaña del Neotrópico. El análisis de contenido estomacal permitió distinguir siete ítems alimenticios, donde los micrófitos y la MOPF fueron los recursos más frecuentes y el análisis de isótopos estables permitió identificar cuatro niveles tróficos, un nivel basal que hace referencia a los recursos (Macrófitos, MOP) y consumidores detritívoros, herbívoros y depredadores. Los dos niveles tróficos superiores concentraron mayor diversidad y biomasa. Conclusión: La mayor parte de los organismos estudiados fueron vinculados con hábitos omnívoros, evidenciado en un amplio espectro de ítems alimenticios en su dieta. Los valores de δ15N muestran un enriqueciendo que puede deberse a la tendencia del lago hacia la eutroficación o por valores desconocidos de protozoos y bacterias que pueden estar jugando un rol fundamental en la dieta de estos organismos, adicionalmente los valores de δ13C reportados en los organismos consumidores nos permiten sugerir una afinidad hacia recursos propios de la región litoral.

The keystone roles of mega-fauna in many terrestrial ecosystems have been lost to defaunation. Large predators and herbivores often play keystone roles in their native ranges, and some have established invasive populations in new biogeographic regions. However, few empirical examples are available to guide expectations about how mega-fauna affect ecosystems in novel environmental and evolutionary contexts. We examined the impacts on aquatic ecosystems of an emerging population of hippopotamus (Hippopotamus amphibus) that has been growing in Colombia over the last 25 yr. Hippos in Africa fertilize lakes and rivers by grazing on land and excreting wastes in the water. Stable isotopes indicate that terrestrial sources contribute more carbon in Colombian lakes containing hippo populations, and daily dissolved oxygen cycles suggest that their presence stimulates ecosystem metabolism. Phytoplankton communities were more dominated by cyanobacteria in lakes with hippos, and bacteria, zooplankton, and benthic invertebrate communities were similar regardless of hippo presence. Our results suggest that hippos recapitulate their role as ecosystem engineers in Colombia, importing terrestrial organic matter and nutrients with detectable impacts on ecosystem metabolism and community structure in the early stages of invasion. Ongoing range expansion may pose a threat to water resources.

Lago de Tota, the largest lake in Colombia, is the primary source of water for 250,000 people and a focus of regional economic activity in agriculture, aquaculture, and tourism. Recently, agencies and stakeholders report a shift from the naturally oligotrophic state toward eutrophy. However, the relative contributions of different inputs, including agricultural runoff, aquaculture and municipal wastewaters are unknown, hampering efforts to mitigate nutrient loading. We examined spatial and temporal variation in the trophic state of the lake over one year, as well as stable C and N isotopic profiles of aquatic producers and consumers in relation to two main potential sources (fertilizer and trout feed). We found that Lago de Tota is moderately eutrophic (average chlorophyll-a: 6.4 µg/L, TN: 1.5 mg/L and TP: 0.06 mg/L) with a 32% reduction of transparency over the last 15 years. δ15N and δ13C of aquatic organisms and surface sediments were enriched relative to prehistoric sediments, indicating that human sources dominate the C and N cycles of the lake. δ15N of macrophytes (15.7‰), particulate organic matter (12.5‰), and invertebrates (20.2‰) were enriched relative to trout food (4.6‰), but similar to chicken manure (13.7‰), suggesting that farming in the watershed may be a more important source of N than aquaculture. Our results indicate that Lago de Tota is on a trajectory toward eutrophication with potentially severe consequences for water resources in a rapidly developing mountain region.

Una forma fundamental y efectiva de visualizar los patrones y propiedades dinámicas de una comunidad, es a través de las redes tróficas, las cuales son entendidas como el mapa de las interrelaciones entre la estructura de las comunidades con los procesos que ocurren dentro del ecosistema. En este estudio se describe una red trófica acuática, conformada por invertebrados acuáticos, detritus y perifiton, asociada con la planta Egeria densa. Se realizaron muestreos en periodos de transición y lluvias, en cuatro estaciones en la zona litoral del Lago de Tota. Por punto se recolectaron tres muestras de 300 g de material vegetal cada uno. Se midieron in situ los siguientes parámetros: conductividad eléctrica, pH, oxígeno disuelto y temperatura. Por medio de información bibliográfica y en algunos casos mediante observación, se asignaron los hábitos alimenticios. Finalmente, se desarrolló un modelo de trama trófica tipo estático. Se registraron 112866 individuos distribuidos en 26 taxones que fueron clasificados según sus hábitos alimenticios en: dos trofoespecies tope, 16 intermedias y dos basales. Esta red trófica presentó una conectancia media de 0,13 y una densidad de uniones de 2,95. En conjunto, estos resultados muestran a E. densa como generadora de detritus y sustrato de perifiton, consideradas en el modelo como trofoespecies basales que sustentan la comunidad. Además de la presencia de 10 trofoespecies consumidoras primarias que generan alta redundancia ecológica y a la vez garantizan el flujo de recursos hacia niveles tróficos superiores.