OBJETIVOS: Estudos sobre os padrões e mecanismos de coerência temporal de variáveis ecológicas entre lagos têm se tornado um tema importante na limnologia. Até o momento, nenhum estudo testou se e como a oferta de recursos e a configuração da teia trófica afetam os padrões e mecanismos da coerência temporal de variáveis limnológicas. Nós conduzimos um experimento de mesocosmos em campo durante 11 semanas para testar as seguintes hipóteses: (i) a adição de nutrientes reduz a coerência temporal de variáveis ecossistêmicas; (ii) a predação por peixes potencializa a coerência temporal de variáveis ecossistêmicas e (iii) a coerência temporal é mais forte para variáveis físicas (transparência da água), intermediária para variáveis químicas (concentração de oxigênio dissolvido [OD]) e fraca para variáveis biológicas (biomassa zooplanctônica total). MÉTODOS: Nós manipulamos a presença de peixe e a adição de nutrientes inorgânicos (N e P) em um desenho fatorial 2 × 2 em dezesseis mesocosmos instalados em uma lagoa costeira tropical. A coerência foi estimada por correlações de Pearson par-a-par das trajetórias temporais de cada variável resposta entre os mesocosmos de um mesmo tratamento. RESULTADOS: A presença de peixes aumentou significativamente apenas a coerência temporal da biomassa zooplanctônica, e, contrário às nossas expectativas, a adição de nutrientes aumentou a coerência temporal da [OD]. A intensidade dos efeitos da presença de peixe e da adição de nutrientes sobre a coerência temporal foi afetada pela identidade da variável monitorada, mas não em um padrão consistente. No entanto, a interação da presença de peixe e adição de nutrientes não afetaram a coerência temporal de nenhuma variável monitorada. CONCLUSÕES: Nossos resultados indicam que a predação de peixes e a disponibilidade de recursos podem afetar significativamente padrões de coerência temporal, mas tais efeitos dependerão mais de efeitos diretos do fator local sobre a variável do que da identidade da própria variável. Concluímos que a eutrofização e a sobrepesca podem interferir no acoplamento da dinâmica espaço-temporal de algumas variáveis limnológicas.

AIM: The study of the patterns and mechanisms of temporal coherence of ecological variables among lakes has become an important area of limnology. However, no study to date has experimentally tested whether and how resource subsidies and food web configuration affect the patterns and mechanisms of temporal coherence of limnological variables. We conducted a field mesocosm experiment to test the following hypotheses: (i) nutrient enrichment would reduce the temporal coherence of system variables; (ii) fish predation would enhance the temporal coherence of system variables; and (iii) the strength of temporal coherence decreases from physical (water transparency), to chemical (dissolved oxygen concentration [DO]) to biological variables (total zooplankton biomass). METHODS: For 11 weeks, we manipulated fish presence and nutrient (N and P) concentration in a 2 × 2 factorial design in sixteen within-lake enclosures installed in a tropical coastal lagoon. Coherence was estimated by pair-to-pair Pearson's moment correlations of the temporal trajectories of each response variable among enclosures of the same treatment. RESULTS: Fish presence only enhanced the temporal coherence of zooplankton biomass, whereas contrary to our expectations, nutrient addition enhanced the temporal coherence of [DO]. The strength of the individual effects of fish and nutrients on temporal coherence was affected by variable identity, but this variation did not occur in a consistent pattern across variables. However, the interactive effects of fish and nutrients on the temporal coherence of the three variables monitored were not statistically significant. CONCLUSIONS: Our results indicate that local factors, such as fish presence and nutrient availability, may affect the temporal coherence of several system variables, but these effects are better predicted by the strength of direct interactions between the local factor and the variable than by the identity of the variable itself. We conclude that eutrophication and overfishing may alter the coupling of spatial and temporal dynamics of some ecosystem variables.

OBJETIVO: O objetivo deste estudo foi avaliar o papel do risco de predação na ocorrência de cascatas tróficas em cadeias bentônicas e detectar se as consequências ecológicas do risco de predação podem reverberar em padrões observados em diferentes escalas hierárquicas, como o tamanho de presas, a eficiência de crescimento de presas e padrões de reciclagem de nutrientes. MÉTODOS: O sistema modelo utilizado no presente experimento consistiu em uma cadeia linear simples contendo um predador, um consumidor e perifíton como o recurso basal. Durante 2 semanas nós manipulamos o risco de predação utilizando predadores enjaulados, incapazes de matar suas presas, em doze mesocosmos independentes, simulando as condições naturais lagunares. RESULTADOS: Nossos resultados mostraram que o risco de predação pode ser responsável pela ocorrência de cascatas tróficas e que a força da cascata é proporcional a intensidade do risco. O risco de predação também pode ser influenciar negativamente a biomassa e a taxa de crescimento de presas, bem como afetar as taxas de reciclagem de nutrientes por alterar as taxas de excreção de nutrientes. Através de uma formulação matemática simples, nós procuramos mostrar que resultados experimentais no nível de indivíduos podem ser generalizados para populações naturais se restrições evolutivas ao fitness de presas podem ser reproduzidos em condições experimentais. CONCLUSÕES: Nossos resultado corroboram para integrar dinâmicas ecossistêmicas ao comportamento animal, ressaltando que não apenas mecanismos ascendentes mas também mecanismos descendentes são responsáveis pela determinação de propriedades ecossistêmicas. Nós sugerimos, em última análise, que o forrageamento adaptativo de presas pode servir para integrar a Ecologia Evolutiva e a Ecologia de Ecossistemas, resultando no desenvolvimento de uma teoria mais preditiva e robusta a respeito do funcionamento de ecossistemas aquáticos.

AIM: The aim of this study was to evaluate the role of predation risk on the occurrence of trophic cascades in a benthic food chain, and detect if the ecological consequences of predation risk can reverberate in patterns observed across different hierarchical scales, such as prey size, prey growth efficiency and nutrient recycling patterns. METHODS: The model system used in the present experiment consisted of a simple linear food chain comprising a predator, a consumer and periphyton as basal resources. For 2 weeks, we manipulated predation risk using caged predators, incapable of killing their prey, across twelve outdoor mesocosms, simulating natural lagoon conditions. RESULTS: Our results showed that predation risk can be responsible for the occurrence of a trophic cascade and the strength of the cascade is proportional to the intensity of risk. Predation risk can also negatively influence prey biomass and growth efficiency as well as affect nutrient recycling patterns by altering prey nutrient excretion rates. Through a simple mathematical formulation, we attempted to show that individual-level experimental results can be generalized to natural populations if evolutionary constraints to prey fitness can be reproduced in experimental conditions. CONCLUSIONS: Our results corroborate to integrate ecosystem dynamics with animal behavior, highlighting that not only bottom-up but also top-down mechanisms are responsible for determining ecosystem properties. We ultimately claim that prey adaptive foraging may serve to integrate ecosystem and evolutionary ecology, resulting in the development of a more robust and predictive theory of the functioning of aquatic ecosystems.