Diversidade e estrutura planctônica em ecossistemas aquáticos de uma região semiárida tropical: efeitos dos fatores ambientais e espaciais

Lagos em regiões semiáridas são fortemente influenciados pelo regime hidrológico. Longos períodos de estiagem causam reduções drásticas no volume de água e, consequentemente, redução nas suas vazões afluentes e efluentes e mudanças no estado trófico dos lagos. Já a estação chuvosa é caracterizada por precipitações concentradas em poucos meses do ano. Devido à diminuição da conectividade entre ambientes durante a estação seca, nós acreditamos que as comunidades biológicas podem ser afetadas principalmente pelos fatores espaciais durante esse período (i. e. limitações da dispersão) e pelos fatores ambientais locais durante os períodos chuvosos. Além disso, devido às constantes e fortes mudanças sazonais, nós também acreditamos que as características físico-químicas da água e das comunidades biológicas podem responder a essas mudanças. Neste trabalho, nós testamos a hipótese de que os períodos chuvosos podem aumentar a homogeneidade da comunidade planctônica, enquanto que os períodos secos aumentam a diversidade beta e correlacionamos as mudanças ambientais entre estações com a composição e estrutura da comunidade zooplanctônica. Para tanto, amostras foram coletadas em 40 lagos do estado do Rio Grande do Norte, localizados na Caatinga, uma região semiárida no Brasil. As amostragens foram feitas nos períodos chuvoso e seco (Capítulos um e dois). Adicionalmente, foi realizado estudo de longo-termo de dois lagos (24 meses) para testar os efeitos do aumento da severidade da seca sobre a comunidade zooplanctônica (Capítulo três). Os resultados do capítulo 1 mostraram que os 40 lagos foram mais dissimilares durante o período seco, com uma maior diversidade beta do plâncton, do que durante o período chuvoso. Variáveis espaciais (i. e. distância geográfica) explicaram mais a variância na comunidade zooplanctônica do que os preditores ambientais locais durante a estação seca. Maior diversidade beta foi observada, principalmente, para organismos planctônicos maiores (i. e. mesozooplâncton) com menor habilidade de dispersão. Além disso, no capítulo 2 observamos que durante a estação seca, os lagos tornaram mais eutrofizados, apresentando mudanças nas suas características fisíco-químicas, como também mudanças na composição dos grupos de fitoplâncton, as quais foram correlacionadas com mudanças na estrutura e composição da comunidade de zooplâncton. O monitoramento de longo- termo no capítulo 3 mostrou que os lagos estudados se tornaram diferentes ao longo do tempo. Apesar do estado eutrófico de ambos os lagos, eles mostraram uma biomassa fitoplanctônica contrastante conforme o período seco se intensificou. Como os resultados dos 40 lagos, o aumento na heterogeneidade ambiental entre os dois lagos ocasionou um aumento na diversidade beta do zooplâncton durante o período seco mesmo com a redução na diversidade alfa em um dos lagos. Concluímos que a diminuição na conectividade entre os lagos durante a estação seca pode ocasionar o aumento da heterogeneidade ambiental e da diversidade beta das comunidades planctônicas. In semi-arid regions, lakes are strongly influenced by the hydrological regime. The long dry periods cause drastic reductions in water volume with a consequent decrease in inflow and outflow rates and changes in the trophic state of lakes. The rainy season is characterized by concentrated precipitation in a few months of the year. Because of decreased connectivity between environments during the dry season, we believe that biological community might be affected mainly by spatial factors during dry seasons (i.e. limitations to dispersion) and by local environmental factors during rainy periods. Furthermore, due to constant and strong seasonal changes, we also believe that the physical-chemical characteristics of water and biological communities may respond to these changes. In this work, we test the hypothesis that rainy periods might increase homogeneity in the planktonic community while dry periods increase beta diversity and correlate the environmental changes between seasons to the composition and structure of the zooplankton community. For this, samples were made in 40 lakes of Rio Grande do Norte state, located at Caatinga, a semi-arid region in Brazil. We performed one sample during the dry season and a sample during the rainy season (First and Second Chapters). Additionally, a long-term study of two lakes (24 months) was realized to test the effects of increases in drought severity over zooplankton community (Third Chapter). Results showed that the 40 lakes were more dissimilar during the dry period, with a higher beta diversity of plankton than during rainy period. Spatial variables (i.e. geographic distances) explained more the variance in zooplankton community than local environmental predictors during the dry season. Higher beta diversity was found especially for larger planktonic organisms (i. e. mesozooplankton) with low dispersion ability. Moreover, in Second Chapter we observed that during the dry season, lakes became more eutrophic, presenting changes in their physical-chemical characteristics, as well as changes in the composition of phytoplankton groups, which were correlated to changes in the structure and composition of the zooplankton community. The long-term monitoring in Third Chapter showed that the two lakes studied became different during time. Despite the eutrophic state of both lakes, they showed a contrasting phytoplankton biomass as drought period was intensified. Like the results of 40 lakes, the increase in environmental heterogeneity among the two lakes led to an increase in beta diversity of zooplankton during the dry period even with the reduction in alpha diversity in one of the lakes. We conclude that the decrease in connectivity between lakes during dry season might lead to an increase in environmental heterogeneity and beta diversity of planktonic communities.