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The Volcán River watershed in the south Pacific of Costa Rica comprises forests, small urban settlements, cattle fields, and intensive agriculture (mostly pineapple and sugarcane). The ecological integrity and quality of its waters was assessed from 2011–2013 and 2018–2019 by means of physical–chemical parameters (pH, conductivity, temperature, DO, DBO, nitrate, total phosphorus, and pesticide residues) and benthic macroinvertebrate (MI) sampling in eight sites (Volcán, Cañas, and Ángel Rivers, and Peje and Maura streams), resulting in high ecological integrity in all sites except the Peje stream, which is polluted with nitrates and pesticides. Only in this stream was there a marked seasonal variation in the abundance of 16 MI families including Leptohyphidae, Leptophlebiidae, Philopotamidae, Glossossomatidae, and Corydalidae, among others, whose presence was limited exclusively to the dry season (December to April), disappearing from the stream in the rainy season, with corresponding peaks in nitrate (max 20.3 mg/L) and pesticides (mainly herbicides and organophosphate insecticides). The characteristics of the watershed, with large areas of forest and excellent water quality, allow for the re-colonization of organisms into the Peje stream; however, those organisms are incapable of development and growth, providing evidence of a contaminant-driven habitat fragmentation in this stream during the rainy season.

The lack of nymph-adult associations limits our knowledge of the ecology, history and sensitivity of aquatic insects. In this study, the new species, Anacroneuria suerre sp. nov is described from Costa Rica based on the male, female, and nymphal stages. We briefly discuss the use of Plecoptera in ecotoxicological studies.

The Caño Negro Ramsar wetland is a conservation area of great natural and societal value, located in the lower part of the Frío River watershed in the north of Costa Rica. Its aquatic ecosystems may be considered vulnerable to pollution due to recent changes in land use toward agriculture. In 2011 and 2012, quarterly sampling was done at ten sites located in the middle and lower sections of the Frío River Basin that pass through crop areas and later drain into Caño Negro wetland. Pesticide residues, nitrates, sediment concentrations, and diversity of benthic macroinvertebrates and fish biomarkers were studied in the selected sites. Additionally, risk of toxicity was calculated in two different ways: (1) by using a ratio of MEC to hazard concentrations threshold for 5% of species (HC5) to calculate a risk quotient (RQ), and (2) by using a ratio of MEC to available ecotoxicity data of native fish and cladocera for diazinon and ethoprophos, to obtain a risk quotient for native species (RQns). Results indicated that three out of the ten sites (rivers Thiales, Mónico, and Sabogal) showed variable levels of pollution including six different active ingredients (a.i.) of pesticide formulations (herbicides ametryn, bromacil, and diuron; insecticides cypermethrin, diazinon, and ethoprophos). Moreover, potential adverse effects on fishes in Thiales and Mónico rivers were indicated by cholinesterase (ChE) inhibition and glutathione S-transferase (GST) enhancement. Risk evaluations indicated pesticide residues of ametryn, bromacil, and ethoprophos to be exceeding the limits set by MTR, also RQ was high (>1) in 70% of the positive samples for diuron (most frequently found pesticide in water samples), cypermethrin, diazinon, and ethoprophos, and RQns was high for diazinon. Therefore, these substances might be of major concern for the ecological health of aquatic ecosystems in the middle basin of the Frío River. The most critical site was Mónico River, which had the highest pollution (75% detection samples with 3–5 a.i.) and highest calculated risk (RQ > 1 in 75% of the samples). This is also the river that most directly drains into the protected wetland. Even though pesticide pollution in this area is not as severe as in other parts of Costa Rica, it is imperative that measures are taken, particularly in the surroundings of Mónico River, in order to diminish and mitigate possible detrimental effects to biota in Caño Negro Ramsar Site. El humedal Ramsar Caño Negro es un área de conservación de gran valor natural y social, ubicado en la parte baja de la cuenca del río Frío en el norte de Costa Rica. Sus ecosistemas acuáticos pueden considerarse vulnerables a la contaminación debido a cambios recientes en el uso de la tierra hacia la agricultura. En 2011 y 2012 se realizaron muestreos trimestrales en diez sitios ubicados en los tramos medio y bajo de la cuenca del río Frío que atraviesan áreas de cultivo y luego desembocan en el humedal de Caño Negro. Se estudiaron residuos de plaguicidas, nitratos, concentraciones de sedimentos y diversidad de macroinvertebrados bentónicos y biomarcadores de peces en los sitios seleccionados. Además, el riesgo de toxicidad se calculó de dos formas diferentes: (1) utilizando una relación de MEC a las concentraciones de peligro para el 5% de las especies (HC5) para calcular un cociente de riesgo (RQ), y (2) utilizando una relación de MEC a los datos de ecotoxicidad disponibles de peces nativos y cladóceras para diazinón y etoprofos, para obtener un cociente de riesgo para especies nativas (RQns). Los resultados indicaron que tres de los diez sitios (ríos Thiales, Mónico y Sabogal) mostraron niveles variables de contaminación, incluidos seis ingredientes activos (ia) diferentes de formulaciones de plaguicidas (herbicidas ametrina, bromacil y diurón; insecticidas cipermetrina, diazinón y etoprofos). ). Además, los posibles efectos adversos en los peces de los ríos Thiales y Mónico fueron indicados por la inhibición de la colinesterasa (ChE) y la mejora de la glutatión S-transferasa (GST). Las evaluaciones de riesgo indicaron que los residuos de plaguicidas de ametrina, bromacilo y etoprofos excedían los límites establecidos por el MTR, además, la RQ era alta (> 1) en el 70% de las muestras positivas para diurón (plaguicida que se encuentra con mayor frecuencia en muestras de agua), cipermetrina, diazinón y etoprofos, y la RQns fue alta para el diazinón. Por tanto, estas sustancias pueden ser de gran preocupación para la salud ecológica de los ecosistemas acuáticos de la cuenca media del río Frío. El sitio más crítico fue el río Mónico, que tuvo la mayor contaminación (75% de muestras de detección con 3-5 a.i.) y el mayor riesgo calculado (RQ> 1 en el 75% de las muestras). Este es también el río que desemboca más directamente en el humedal protegido. Si bien la contaminación por plaguicidas en esta zona no es tan severa como en otras partes de Costa Rica, es imperativo que se tomen medidas, particularmente en los alrededores del río Mónico, con el fin de disminuir y mitigar los posibles efectos perjudiciales a la biota en Caño Negro Ramsar Sitio. O Pantanal Caño Negro Ramsar é uma área de preservação de grande valor natural e social, localizada na parte baixa da bacia do rio Frío, no norte da Costa Rica. Seus ecossistemas aquáticos podem ser considerados vulneráveis ​​à poluição devido às recentes mudanças no uso da terra para a agricultura. Em 2011 e 2012, a amostragem trimestral foi feita em dez locais localizados nas seções média e baixa da Bacia do Rio Frío, que passam por áreas de cultivo e depois drenam para o pantanal de Caño Negro. Resíduos de pesticidas, nitratos, concentrações de sedimentos e diversidade de macroinvertebrados bentônicos e biomarcadores de peixes foram estudados nos locais selecionados. Além disso, o risco de toxicidade foi calculado de duas maneiras diferentes: (1) usando uma proporção de MEC para o limite de concentrações de perigo para 5% das espécies (HC5) para calcular um quociente de risco (RQ), e (2) usando uma proporção de MEC para dados de ecotoxicidade disponíveis de peixes nativos e cladóceros para diazinon e etoprofos, para obter um quociente de risco para espécies nativas (RQns). Os resultados indicaram que três dos dez locais (rios Thiales, Mónico e Sabogal) apresentaram níveis variáveis ​​de poluição, incluindo seis diferentes ingredientes ativos (ai) de formulações de pesticidas (herbicidas ametryn, bromacil e diuron; inseticidas cipermetrina, diazinon e etoprophos ) Além disso, potenciais efeitos adversos em peixes nos rios Thiales e Mónico foram indicados pela inibição da colinesterase (ChE) e aumento da glutationa S-transferase (GST). As avaliações de risco indicaram que os resíduos de pesticidas de ametrina, bromacil e etoprofos excediam os limites estabelecidos pela MTR, também RQ foi alto (> 1) em 70% das amostras positivas para diuron (pesticida mais frequentemente encontrado em amostras de água), cipermetrina, diazinon e etoprofos, e RQns foi alto para o diazinon. Portanto, essas substâncias podem ser uma grande preocupação para a saúde ecológica dos ecossistemas aquáticos na bacia média do rio Frío. O local mais crítico foi o rio Mónico, que teve a maior poluição (75% das amostras de detecção com 3–5 a.i.) e o maior risco calculado (RQ> 1 em 75% das amostras). Este também é o rio que deságua mais diretamente na área úmida protegida. Embora a poluição por agrotóxicos nesta área não seja tão severa como em outras partes da Costa Rica, é imprescindível que sejam tomadas medidas, especialmente nas proximidades do rio Mónico, a fim de diminuir e mitigar possíveis efeitos prejudiciais à biota em Caño Negro Ramsar Local. Universidad Nacional, Costa Rica Instituto Regional de Estudios en Sustancias Tóxicas

IRET, DEEP The River Madre de Dios (RMD) and its lagoon is a biodiversity rich watershed formed by a system of streams, rivers, channels, and a coastal lagoon communicating with the Caribbean Sea. This basin sustains a large area of agricultural activity (mostly banana, rice, and pineapple) with intensive use of pesticides, continually detected in water samples. We investigated in situ the toxicological effects caused by pesticide runoff from agriculture and the relation of pesticide concentrations with different biological organization levels: early responses in fish biomarkers (sub-organismal), acute toxicity to Daphnia magna (organismal), and aquatic macroinvertebrate community structure. The evaluation was carried out between October 2011 and November 2012 at five sites along the RMD influenced by agricultural discharges and a reference site in a stream outside the RMD that receives less pesticides. Acute toxicity to D. magna was observed only once in a sample from the RMD (Caño Azul); the index of biomarker responses in fish exposed in situ was higher than controls at the same site and at the RMD-Freeman. However, only macroinvertebrates were statistically related to the presence of pesticides, combined with both physical-chemical parameters and habitat degradation. All three groups of variables determined the distribution of macroinvertebrate taxa through the study sites. El río Madre de Dios (RMD) y su laguna es una cuenca rica en biodiversidad formada por un sistema de arroyos, ríos, canales y una laguna costera que se comunica con el mar Caribe. Esta cuenca sustenta una gran área de actividad agrícola (principalmente banano, arroz y piña) con uso intensivo de pesticidas, continuamente detectados en muestras de agua. Investigamos in situ los efectos toxicológicos causados ​​por la escorrentía de plaguicidas de la agricultura y la relación de las concentraciones de plaguicidas con diferentes niveles de organización biológica: respuestas tempranas en biomarcadores de peces (suborganismos), toxicidad aguda para Daphnia magna (organismo) y estructura comunitaria de macroinvertebrados acuáticos. . La evaluación se realizó entre octubre de 2011 y noviembre de 2012 en cinco sitios a lo largo de la RMD influenciados por descargas agrícolas y un sitio de referencia en un arroyo fuera de la RMD que recibe menos pesticidas. La toxicidad aguda para D. magna se observó solo una vez en una muestra del RMD (Caño Azul); el índice de respuestas de biomarcadores en peces expuestos in situ fue más alto que los controles en el mismo sitio y en el RMD-Freeman. Sin embargo, solo los macroinvertebrados se relacionaron estadísticamente con la presencia de plaguicidas, combinados tanto con parámetros físico-químicos como con la degradación del hábitat. Los tres grupos de variables determinaron la distribución de taxones de macroinvertebrados a través de los sitios de estudio. O Rio Madre de Dios (RMD) e sua lagoa é uma bacia hidrográfica rica em biodiversidade, formada por um sistema de riachos, rios, canais e uma lagoa costeira que se comunica com o Mar do Caribe. Essa bacia sustenta uma grande área de atividade agrícola (principalmente banana, arroz e abacaxi) com uso intensivo de agrotóxicos, continuamente detectados em amostras de água. Nós investigamos in situ os efeitos toxicológicos causados ​​pelo escoamento de pesticidas da agricultura e a relação das concentrações de pesticidas com diferentes níveis de organização biológica: respostas iniciais em biomarcadores de peixes (suborganismo), toxicidade aguda para Daphnia magna (organismo) e estrutura da comunidade de macroinvertebrados aquáticos . A avaliação foi realizada entre outubro de 2011 e novembro de 2012 em cinco locais ao longo do RMD influenciados por descargas agrícolas e um local de referência em um riacho fora do RMD que recebe menos pesticidas. A toxicidade aguda para D. magna foi observada apenas uma vez em uma amostra do RMD (Caño Azul); o índice de respostas de biomarcadores em peixes expostos in situ foi maior do que os controles no mesmo local e no RMD-Freeman. No entanto, apenas macroinvertebrados foram estatisticamente relacionados à presença de pesticidas, combinados com parâmetros físico-químicos e degradação do habitat. Todos os três grupos de variáveis ​​determinaram a distribuição dos táxons de macroinvertebrados nos locais de estudo. Universidad Nacional, Costa Rica Wageningen University, The Netherlands Wageningen University and Research Centre, The Netherlands Stockholm University, Sweden Instituto Regional de Estudios en Sustancias Tóxicas, Universidad Nacional, Costa Rica

The pandalid Heterocarpus vicarius is a deepwater shrimp, commercially exploited along the Pacific coast of Costa Rica and neighboring countries. The constant decrease of commercial landings in recent years has provoked an increasing concern about the sustainability of this deepwater resource. To facilitate an adequate management of H. vicarius, we examined 240 ovigerous females collected between 2004 and 2007. Females ranged in size between 29.4 and 45.4 mm carapace length and carried on average 15,008 newly-extruded eggs. To our best knowledge, the maximum of 33,549 eggs for H. vicarius is the highest number so far reported for any pandalid species. During embryogenesis, the average number of eggs decreased by 46.9%, while the average egg volume increased by 53.3%. Average egg volumes were statistically different between early (Stage I: 0.045 mm3) and late (Stage III: 0.069 mm3) development. The egg mass volume comprised on average 17.8% of the dry weight of ovigerous females (Stage I). Althoug...

This study aimed to characterize environmental hazards of pesticides from pineapple production in riparian communities along the Jimenez River watershed. To achieve our objectives riparian ecological quality indices on riparian habitat and macroinvertebrate assemblages were combined with toxicity assays, fish biomarkers, physico-chemical water analysis and pesticide environmental hazards. During two consecutive years and two periods (July and October), three reference and four impacted sites were monitored. The ecological quality of benthic macroinvertebrates and of riparian habitats deteriorated from the reference sites downstream to the polluted reaches along the Jimenez River area affected by pineapple plantations. The toxicity of water to Daphnia magna also increased towards downstream reaches. Biomarkers of fish of the species Poecilia gillii and Bryconamericus scleroparius transplanted across the studied sites evidenced a clear anticholinergic effect towards downstream sites as well as increased levels of lipid peroxidation. Different pesticide residues were frequently detected in water samples collected across the Jimenez River watershed with herbicides (ametryn, bromacil, diuron), organophosphorus insecticides (diazinon and ethoprophos) and triazole fungicides being the greatest reaching levels above 1 μg L(-1) in downstream sites. Principal component and environmental hazard analysis of physico-chemical and biological responses established clear relationships among habitat deterioration and the ecological quality of macroinvertebrate communities, high levels of herbicides and poor plant growth, high levels of organophosphorus insecticides in water and anticholinesterase effects on fish, D. magna mortality and deterioration of macroinvertebrate communities. Fungicide and herbicide residue levels were also related with high levels of lipid peroxidation and high activities of glutathione S transferase in fish liver, respectively. These results indicated, thus, that riparian habitat deterioration due to deforestation and land use for agriculture and pesticide contamination are affecting river ecosystems.

I.S. Wehrtmann, J. Cortes (eds.) Marine Biodiversity of Costa Rica, Central America, 521 © Springer + Business Media B.V. 2009 I.S. Wehrtmann Unidad Investigacion Pesquera y Acuicultura (UNIP) of the Centro de Investigacion en Ciencias del Mar y Limnologia (CIMAR), and Museo de Zoologia, Escuela de Biologia, Universidad de Costa Rica, 11501-2060 San Jose, Costa Rica. e-mail: ingowehrtmann@gmx.de J. Cortes Centro de Investigacion en Ciencias del Mar y Limnologia (CIMAR), and Escuela de Biologia, Universidad de Costa Rica, 11501-2060, San Jose Costa Rica. e-mail: jorge.cortes@ucr.ac.cr

CIMAR, IRET The present study shows spatial patterns in the faunal assemblage of decaying wood and sediments, with emphasis on the polychaetes. The survey was executed across a salinity gradient in a tropical mangrove estuary of Costa Rica. To capture the organisms we analyzed decomposing logs found in the Terraba mangrove and sediment samples were taken with a corer in the sand bottom. Seven different phyla were found in the sediment samples. Of the 192 individuals found in the sediment samples, 18 were polychaetes belonging to nine families and 11 species. Analyses of decaying wood resulted in 2 564 individuals distributed in five phyla. Polychaetes accounted for 429 individuals belonging to eight families and 16 species. Although, polychaetes were more abundant in decaying wood, and their diversity was lower. The abundance of polychaetes in decaying wood was negatively correlated with the number of individuals of Mollusca, Hexapoda and Crustacea. A change in the composition of polychaetes in decaying wood was found along the salinity gradient of this estuarine zone. Dissimilarities in the composition of benthic fauna in decaying wood and sediments in the Térraba mangrove showed that biodiversity was increased by the microhabitats inside the mangrove forest. Finally, several genera or species of polychaetes are new records for Costa Rica and the Central American Pacific Coast. El presente estudio muestra patrones espaciales en el ensamblaje faunístico de madera en descomposición y sedimentos, con énfasis en los poliquetos. La prospección se realizó a través de un gradiente de salinidad en un estuario de manglares tropicales de Costa Rica. Para capturar los organismos, analizamos los troncos en descomposición encontrados en el manglar de Terraba y se tomaron muestras de sedimentos con un descorazonador en el fondo de arena. Se encontraron siete filos diferentes en las muestras de sedimento. De los 192 individuos encontrados en las muestras de sedimentos, 18 eran poliquetos pertenecientes a nueve familias y 11 especies. Los análisis de madera en descomposición dieron como resultado 2 564 individuos distribuidos en cinco filos. Los poliquetos representaron 429 individuos pertenecientes a ocho familias y 16 especies. Aunque, los poliquetos eran más abundantes en la madera en descomposición y su diversidad era menor. La abundancia de poliquetos en la madera en descomposición se correlacionó negativamente con el número de individuos de Mollusca, Hexapoda y Crustacea. Se encontró un cambio en la composición de los poliquetos en la madera en descomposición a lo largo del gradiente de salinidad de esta zona estuarina. Las diferencias en la composición de la fauna bentónica en la madera en descomposición y los sedimentos en el manglar Térraba mostraron que los microhábitats dentro del manglar aumentaron la biodiversidad. Finalmente, varios géneros o especies de poliquetos son nuevos registros para Costa Rica y la Costa Pacífica Centroamericana. O presente estudo mostra padrões espaciais na assembléia faunística de madeira em decomposição e sedimentos, com ênfase nos poliquetas. A pesquisa foi executada em um gradiente de salinidade em um estuário de mangue tropical da Costa Rica. Para capturar os organismos, analisamos toras em decomposição encontradas no manguezal Terraba e amostras de sedimentos foram coletadas com uma sonda no fundo de areia. Sete diferentes filos foram encontrados nas amostras de sedimento. Dos 192 indivíduos encontrados nas amostras de sedimentos, 18 eram poliquetas pertencentes a nove famílias e 11 espécies. As análises de madeira em decomposição resultaram em 2.564 indivíduos distribuídos em cinco filos. Os poliquetas representaram 429 indivíduos pertencentes a oito famílias e 16 espécies. No entanto, os poliquetas eram mais abundantes na madeira em decomposição e sua diversidade era menor. A abundância de poliquetas na madeira em decomposição foi negativamente correlacionada com o número de indivíduos de Mollusca, Hexapoda e Crustacea. Uma mudança na composição dos poliquetas na madeira em decomposição foi encontrada ao longo do gradiente de salinidade desta zona estuarina. Dissimilaridades na composição da fauna bentônica em madeira em decomposição e sedimentos no manguezal de Térraba mostraram que a biodiversidade foi aumentada pelos microhabitats dentro da floresta de mangue. Finalmente, vários gêneros ou espécies de poliquetas são novos registros para a Costa Rica e a costa do Pacífico da América Central. Universidad de Costa Rica Universidad Nacional, Costa Rica Instituto Regional de Estudios en Sustancias Tóxicas