ResumenLos gradientes altitudinales representan un sistema apropiado para evaluar si existe una relación general entre los patrones de riqueza, variables ambientales, y los procesos ecológicos que determinan cuantas especies co-ocurren en un área dada.En cuanto a los peces de agua dulce en arroyos de montaña la relación prevalente es un decrecimiento monotónico en riqueza de especies con la altura. El objetivo de este estudio es evaluar cuatro hipótesis que pueden explicar la relación negativa entre la riqueza local de especies de peces y la altura, 1) hipótesis de la disminución de la energía disponible 2) hipótesis del aumento del rigor climático 3) hipótesis de la diversidad de hábitats e 4) hipótesis de la severidad de las condiciones físicas del hábitat que se presentan río arriba, relacionada a las dificultades para colonizar las partes altas de los ríos. Se recolectaron peces y macro-invertebrados en 83 sitios entre 200 a 4 000 m en dos cuencas en la Amazonía boliviana. La primera hipótesis fue evaluada mediante regresiones entre la densidad de macro-invertebrados, los peces invertívoros y la altura. Para evaluar la segunda y tercera hipótesis se realizó un análisis de regresión múltiple (GLM), entre la riqueza y varios factores locales y regionales. Se analizó también la disimilitud de los ensamblajes de peces sobre el gradiente altitudinal utilizando los índices βsim y βnes. Se encontró que la riqueza de peces disminuye de manera lineal con el aumento de la altura. La densidad de macroinvertebrados aumenta con la altura, contrariamente a la riqueza de peces invertívoros, sugiriendo que la energía no constituye un factor limitante para la colonización de las especies de peces en zonas altas. El GLM explicó un 86 % de la variación total de la riqueza, con un aporte significativo de la temperatura del agua, las pendientes máximas en el río principal y el ancho de río. El βsim presentó valores altos en niveles de altura bajos, mostrando mayor recambio de especies entre los sitios cercanos a la fuente de colonización. Inversamente, el βnes mostró valores mayores en las partes altas, correspondientes a cambios por pérdida de especies. Estos resultados sugieren que el rigor climático junto con la severidad física del hábitat crean barreras a la colonización y explican los cambios de riqueza en el gradiente altitudinal.

AbstractAltitudinal gradients represent an appropriate system to assess whether there is a relationship between richness patterns, environmental variables, and the ecological processes that determine the species type and number inhabiting a given area. In mountain streams freshwater fishes, the most prevalent relationship is a monotonic decrease in species richness with elevation. The objective of this study was to evaluate four hypotheses that can explain the negative relationship between local fish species richness and altitude, 1) the hypothesis of decreasing energy availability, 2) the hypothesis of increasing climate severity, 3) the hypothesis of habitat diversity, and 4) the hypothesis of isolation by physical severity of the environment. Fish and macro-invertebrates were collected following standard methods from 83 sites (between 200-4 000 meters) of two river basins in the Bolivian Amazon. The first hypothesis was tested by analyzing relationships between the density of macro-invertebrates, the richness of invertivorous fish species and altitude; while the second and third hypotheses were assessed by a multiple regression analysis (GLM) between fish species richness and several local and regional factors. Besides, assemblage dissimilarity between sites along the altitudinal gradient was analyzed using βsim and βness indices. Fish richness decreases linearly with increasing altitude. The density of macro-invertebrates tends to increase at higher altitudes, contrary to invertivorous fish species richness, suggesting that energy availability is not a limiting factor for fish species colonization. The GLM explained 86 % of the variation in fish species richness, with a significant contribution of water temperature, maximum slope in the river mainstem, and stream width. There is a higher species turnover (βsim) between sites at low elevation. Inversely, βness shows higher values in the upper parts, corresponding to change in assemblages mainly due to species loss. Taken together, these results suggest that climatic and physical severities create strong barriers to colonization, further explaining the decrease in fish richness along the altitudinal gradient.

We developed a multimetric index that could discriminate natural from anthropogenic variability in 91 sites (63 reference sites and 28 disturbed sites) fairly evenly distributed across the upper Grande River Basin (Bolivia). To do so, we examined 12 candidate metrics for their potential to indicate degradation and reflecting different aspects of macroinvertebrate assemblage structure and function. Initially, using the reference sites, we developed statistical models describing the response of the different metrics to the natural environmental variability. In a second step, using sites experiencing three types of anthropogenic disturbances (i.e., agriculture, urban and mining activities), we quantified the deviation in the response of each metric model between reference and disturbed conditions. From the initial 12 metrics, we retained only 5 metrics in the final index (total richness, total abundance, richness of Ephemeroptera, Plecoptera and Trichoptera (EPT), percentage of EPT abundance and percentage of scrapers abundance). These metrics were the most effective ones in responding to anthropogenic disturbances. Our final index performed well in discriminating between reference and disturbed sites, giving a significant negative linear response to a gradient of physical and chemical anthropogenic disturbances. This index can be used as a monitoring tool to evaluate the biological integrity and aquatic biodiversity of the Bolivian inter-Andean valleys streams.

Se presenta un índice multimétrico que permite discriminar la variabilidad ambiental natural de la antropogénica en 91 sitios (63 sitios de referencia y 28 sitios perturbados) distribuidos de manera uniforme a lo largo de la cuenca alta del Río Grande (Bolivia). En este procedimiento se utilizaron inicialmente 12 métricas que reflejan distintos atributos de la estructura y el funcionamiento de la comunidad de macroinvertebrados acuáticos, por su potencial como indicadoras de alteración de ambientes acuáticos. En principio, usando los sitios de referencia, se desarrollaron modelos estadísticos que describen la respuesta de las distintas métricas a la variabilidad ambiental natural. Luego se utilizaron estos modelos para predecir la respuesta de las métricas en condiciones alteradas, para lo cual se usaron los sitios que presentaban distintos tipos de perturbación antropogénica (i.e., perturbación por actividad agrícola, urbana y minera). De las 12 métricas iniciales se conservaron sólo cinco para elaborar el índice final (riqueza total, abundancia total, riqueza de Ephemeroptera, Plecoptera y Trichoptera (EPT), porcentaje en abundancia de EPT y porcentaje en abundancia de raspadores). Estas métricas resultaron las más efectivas al responder de manera significativa al gradiente de perturbación. Este índice distinguió con claridad los sitios de referencia de los perturbados, y mostró una relación lineal negativa significativa frente a un gradiente de perturbaciones físicas y químicas. Esta aproximación puede servir como herramienta de biomonitoreo para evaluar la integridad biótica y la biodiversidad acuática en los ríos de la región de los valles interandinos de Bolivia.

The impact of hydrologic non-permanence (intermittent streams) on benthic macroinvertebrate communities was investigated in Bolivian head Andean streams. Samples of benthic macroinvertebrates and environmental variables were taken in nine intermittent and nine permanent streams during dry and transition to dry seasons during 2008. Using different multivariate analyses, we determined relationships between biological variables (richness, density, trophic composition and biological traits) and environmental variables. Hydrologic non¬permanence had no significant effect on total species richness, total density, trophic composition or physiological traits (i.e. respiration). However, significant effects were found on taxonomic composition, specifically on taxonomic richness of Ephemeroptera, Plecoptera and Trichoptera. Likewise, we found that environmental variables such as profundity, total dissolved solids and pH have more important effects on total richness and density than hydrologic non-permanence itself. Thus, climate change would likely have stronger implications for taxa conservation than for the functional characteristics of stream macroinvertebrate communities.

El impacto de la estacionalidad de los ríos sobre las comunidades de macroinvertebrados fue estudiado en ríos de la zona Altoandina de Bolivia, durante la época de transición y época seca del año 2008. En nueve arroyos intermitentes y nueve permanentes se colectaron muestras de macroinvertebrados y parámetros ambientales. A traves de análisis multivariados, se determinaron relaciones entre variables biológicas (según riqueza, abundancia, composición trófica y rasgos biológicos) con las variables ambientales. La estacionalidad no tuvo efecto significativo sobre la riqueza ni densidad de macroinvertebrados, tampoco se encontraron efectos notorios sobre la composición trófica ni los rasgos biológicos (tipo de respiración), pero sí encontramos diferencias significativas en la composición taxonómica, especialmente en la proporción de Ephemeroptera, Plecoptera y Trichoptera (EPT); asimismo, encontramos que existen otras variables ambientales como la profundidad, solidos disueltos y pH que tienen mayor efecto que la intermitencia en la riqueza y densidad total. De acuerdo a datos climáticos de la región Andina de Bolivia se sabe que en el futuro habrá una disminución del agua, incluso la desecación temporal en varios ríos de la zona, esto debido a la disminución de los glaciares. De esta manera, el futuro cambio climático reflejado a través de la estacionalidad de los ríos, tendrá mayor efecto en los cambios de la estructura taxonómica que en la estructura funcional, lo que indica que probablemente tendrá implicaciones más fuertes en la conservación de taxa que en la composición de los rasgos de la comunidad de macroinvertebrados.

Caiman yacare (lagarto) y Melanosuchus niger (caiman negro), son dos especies simpátricas para la cuenca amazónica Boliviana que han sido severamente sobreexlotadas en el pasado. El objetivo de la presente investigación es el de evaluar el estado actual de su población en doce lagunas meándricas de la planicie del río Ichilo. Se realizaron conteos nocturnos de ambas especies entre octubre y diciembre de 1999 y diciembre del año 2000. La perturbación antropogénica fue medida como el número de días por año por pescador que visitan las lagunas. El promedio de individuos observados en las orillas de las lagunas estudiadas fue de de 6 ind./km para C. yacare y de 1 ind./km para M. Níger. Para ambas especies la población estuvo compuesta mayormente por jóvenes. Los análisis de correspondencia canónica (CCA) separaron las lagunas que se encontraron cerca del río, dominadas por C. yacare, de las remotas, dominadas por M. níger. El "Análisis de Árboles de Regresión" (RTA por las siglas en inglés) de ocho variables ambientales y dos antropogénicas explicó un 52.4% de la variación de la densidad de C. yacare y un 36% de M. niger con la conductividad del agua. La alta conductividad coincidió con densidades mayores de C. yacare (lo opuesto para M. niger). Si se excluye la conductividad, la distancia de la laguna al río es el principal predictor. Factores históricos y humanos podrían estar jugando un papel importante en los patrones de distribución y abundancia de ambas especies en combinación con diferencias en la selección de habitats y/o procesos de competición exclusiva entre las dos especies. La especie M. niger se recupera muy lentamente de los bajos niveles de densidad poblacional previos y está protegida en lagunas alejadas del canal principal del Río.

Caiman yacare (lagarto) and Melanosuchus niger (black caiman), sympatric species in the Bolivian Amazon basin, have been severely overexploited in the past. We present the results of a standardized survey of C. yacare and M. niger populations in order to evaluate their actual population status in twelve oxbow lakes of the Ichilo River floodplain. Additionally we explored the effect of environmental and anthropogenic variables on caiman distribution patterns. The average density of C. yacare and M. niger in the shoreline of floodplain lakes was of 6 and 1 ind/km, respectively. For both species, the population was composed mainly of juvenile individuals. We used regression tree analysis (RTA) to assess patterns of M. niger and C. yacare densities with eight environmental and two anthropogenic variables. The RTA analysis showed that the variation in the densities of both C. yacare (52.4 %) and M. niger (36.8 %) was related to water conductivity. For C. yacare, higher densities occurred at higher values of water conductivity, while M. niger densities followed an opposite trend, resulting in relatively well spatially segregated populations of the two species. After excluding conductivity, Lake-River Distance (LRD) was shown to be the main splitting variable in the RTA analysis. The observed distribution patterns may be the result of the historical post-hunting situation, in combination with differences in habitat selection by the two species, and competitive exclusion processes between the two species. M. niger, a species reported to be recovering slowly from previous low population levels, appears relatively well protected in the Ichilo river floodplain. Rev. Biol. Trop. 56 (2): 909-929. Epub 2008 June 30.

A água dos rios constituem um recurso básico para a humanidade. Instrumentos biológicos eficaces (com fundamento ecológico, eficientes, rápidos e aplicáveis à regiões ecologicamente diferentes) são necessários para medir a "saúde" destes. Adaptar tais instrumentos a uma grande área geográfica requer uma compreensão detalhada dos padrões da composição da assembléia de organismos e da sua distribuição dentro e entre os corpos da água em condições naturais, e da natureza dos principais gradientes ambientais que causam ou explicam estes padrões. Uma revisão da literatura disponível pode ajudar a identificar os fatores ambientais mais consistentes que estruturam a assembléia de peixes de ambientes lóticos em condições naturais.

Freshwater is a basic need for the mankind. Effective biological tools (ecologically based, efficient, rapid and consistently applicable to different ecological regions) are needed to measure the "health" of rivers. Adapting such tools over a broad geographic area requires a detailed understanding of both the patterns of organisms assemblage composition and distribution within and among water bodies under natural conditions, and the nature of the major environmental gradients that cause or explain these patterns. A comprehensive review of the available litterature dealing with the identification of environmental factors structuring riverine fish assemblages under natural conditions permits to identify the most consistent ones.