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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.

Spa: El presente trabajo plantea la conceptualización e implementación de la calidad del agua superficial que permitirá simular la variación temporal de especies de carbono orgánico (como fitoplancton), carbono inorgánico, fósforo y nitrógeno, materia orgánica y oxígeno disuelto, en lagos andinos y predecir su estado de eutrofización asociado. Este estudio contribuirá para la toma de decisiones frente a distintos escenarios de control y operación del recurso hídrico., Maestría, Magister en Ciencias Biológicas

El tiempo de retención hidráulica (TRH) constituye un factor determinante en la expresión de la estructura biológica y el funcionamiento de los ecosistemas acuáticos por su asociación con la dinámica de entrada y salida de agua del sistema, sin embargo, poco se conoce sobre el efecto de su variabilidad en la estructuración y la función de las comunidades acuáticas. En este estudio se determinó el TRH durante seis meses en un pequeño reservorio de la región andina y se analizó cómo su variación incide sobre el comportamiento de las variables físicas, químicas y biológicas. Se midieron las variables físicas y químicas del agua, y se obtuvo la batimetría del sistema y la información de diversidad taxonómica (riqueza y densidad) y funcional (riqueza y divergencia) del plancton. El TRH se estimó como la relación entre el volumen retenido y el balance del caudal. Los resultados sugirieron que: 1) un TRH menor a 30 días promovía el aumento de nutrientes y ello elevaba la productividad primaria, la concentración de oxígeno disuelto y el pH, los cuales se asocian con un aumento en la riqueza taxonómica y funcional del plancton, especialmente del fitoplancton; 2) un TRH de más de 30 días se relacionó con una menor concentración de nutrientes, el aumento de la temperatura y la conductividad eléctrica, lo que se corresponde con una simplificación de la estructura de la comunidad planctónica. Por último, se resalta el uso de la hipótesis de disturbio intermedio para comprender las observaciones y el TRH como factor determinante en la comprensión del funcionamiento de este tipo de ecosistemas. The hydraulic retention time (HRT) is a determining factor in the expression of the biological structure and the functioning of aquatic ecosystems; it is associated with the dynamics of the water entering and leaving the system, but little is known about the effect of its variability in the structuring and functioning of aquatic communities. The HRT was determined for six months in a small reservoir in the Andean region of Colombia analyzing how its variation affects the behavior of physical, chemical, and biological variables. We measured the physical and chemical variables of the water and we determined the bathymetry of the system and the taxonomic (richness and density) and functional (richness and divergence) diversity of the plankton. The TRH was estimated as the relationship between the retained volume and the flow balance. The results suggested that: 1) an HRT of less than 30 days promotes an increase in nutrients which, in turn, increases the primary productivity, the concentration of dissolved oxygen, and the pH associated all of them with an increase in plankton taxonomic and functional richness, especially accentuated in phytoplankton; 2) an HRT of more than 30 days corresponds to a lower concentration of nutrients and an increase in temperature and electrical conductivity corresponding to the simplification of plankton community structure. We highlight the use of the intermediate disturbance hypothesis to understand the observations and of HRT as a determining factor in the functioning of this type of ecosystem.

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.

Spa: El lago de Tota es un cuerpo de agua, que presenta características únicas de origen, tamaño, y funcionamiento, que ha promovido grandes beneficios al desarrollo social y económico de la región, lo que lo convierte en un ecosistema estratégico en los Andes Tropicales. Uno de los aspectos quizá menos apreciado de este ecosistema es la asombrosa expresión de biodiversidad de organismos acuáticos que allí habita. Este catálogo presenta una primera recopilación de información acerca de la diversidad de grupos de organismos acuáticos que generalmente son poco conocidos pero que son de extraordinaria belleza y además cumplen funciones esenciales en la dinámica e integralidad de este tipo de ambientes: el fitoplancton, zooplancton y zoobentos. Los capítulos contienen una descripción general de la biología y diversidad de los grupos acompañada de fotografías y descripciones originales de representantes de cada uno, con un breve referente taxonómico y ecológico., Primera edición, Colección Académica