RESUMO A planície de inundação do alto rio Paraná é uma área estratégica para o patrimônio biológico brasileiro por conter várias unidades de conservação. Objetivamos registrar a ocorrência e a distribuição geográfica das microalgas ocorrentes nesta planície durante 30 anos de pesquisas realizadas na região pelo Núcleo de Pesquisas em Limnologia, Ictiologia e Aquicultura da Universidade Estadual de Maringá. Foram consultadas 80 publicações (periódicos nacionais e internacionais, e livros publicados desde 1994 até 2016), das quais foram consideradas apenas publicações que referenciam algas no nível genérico e infragenérico. Os resultados indicaram 938 espécies de algas (562 perifíticas e 482 planctônicas), das quais 103 coocorrem nos dois habitats. Cosmarium foi o gênero com maior número de espécies no perifíton e Traquelomonas para o fitoplâncton. Este estudo ampliou o conhecimento da biodiversidade de microalgas no Brasil e forneceu dados para futuros estudos ecológicos e biogeográficos.

ABSTRACT The upper Paraná river floodplain is a strategic area for the Brazilian biological and environmental patrimony and contains several conservation units. We aimed to record the occurrence and the geographic distribution of microalgae in this floodplain during 30 years of research carried out by the Center for Research in Limnology, Ichthyology and Aquaculture - State University of Maringá. We consulted 80 publications (national and international journals and books published from 1986 to 2016). We considered only published works that referenced algae at the generic and infrageneric levels. The results indicated 938 species of algae (562 periphytic, 482 planktonic), which 103 co-occur in the two habitats. Cosmarium was the richest genera for periphyton and Traquelomonas for phytoplankton. This study increased the knowledge of microalgae biodiversity in Brazil and provided data for future ecological and biogeographic studies.

Resumo Objetivo: Analisamos a distribuição temporal (períodos de seca e chuva) dos grupos funcionais fitoplanctônicos (biovolume) de lagos conectados a rios barrados (S1 - Paraná) e não barrados (S2 - Baia e S3 - Ivinhema) da planície de inundação do alto rio Paraná, Brasil. Além disso, determinamos os fatores que controlam a montagem da comunidade fitoplanctônica. Métodos amostras de fitoplâncton e variáveis ambientais foram coletadas em períodos secos (2000 e 2001) e chuvosos (2010 e 2011). As espécies fitoplanctônicas foram classificadas em sete grupos funcionais baseados na morfologia (MBFG). Aplicamos Análise de Variância para testar diferenças no biovolume total e dos MBFGs entre lagos e períodos. Além disso, usamos Análise de Redundância para determinar a relação entre os MBFGs e as variáveis ambientais. Resultados O lago relacionado com o rio barrado (S1) apresentou a menor riqueza de espécies. O biovolume fitoplanctônico variou entre os lagos, mas não apresentou diferenças temporais associadas à variação do nível hidrométrico. O lago associado ao rio não barrado e de características semi-lênticas apresentou o maior biovolume, e em S1 (relacionado com o rio barrado) e S3 (relacionado com rio não barrado) registramos menores valores. Organismos filamentosos (MBFG III) estiveram associados com condições de poucos nutrientes, e as diatomáceas (MBFG VI) foram favorecidas nos locais com elevada mistura da coluna da água. Os flagelados dos grupos MBFG II e MBFG V estiveram relacionados a condições de maior profundidade e baixa mistura da água, respectivamente. Conclusão Nossos resultados sugerem que espécies fitoplanctônicas com diferentes traços funcionais controlam a produtividade primária em períodos de chuva e de seca. Por isso, ressaltamos a importância de manter a alta diversidade funcional em lagos para garantir a produtividade primária. Enfatizamos a importância da proteção de ambientes naturais como os lagos de planície de inundação devido a contribuição para a diversidade regional e o fluxo da energia.

Abstract Aim: We analyzed the temporal distribution (dry and rainy periods) of phytoplankton functional groups (biovolume) from lakes connected to dammed (S1 - Paraná River) and non-dammed rivers (S2 - Baia River and S3 - Ivinhema River) in the upper Paraná River floodplain, Brazil. We also determined the drivers of the phytoplankton community assemblage. Methods Phytoplankton and environmental variables samplings were performed quarterly in dry (2000 and 2001) and rainy (2010 and 2011) periods. We classified the phytoplankton species into seven morphological based functional groups (MBFG). We used analysis of variance to test differences in total phytoplankton biovolume and MBFGs biovolume between lakes and climatic periods. We also used redundancy analysis to determine the MBFGs-environment relation. Results The lake related to the dammed river (S1) presented the lowest species richness. The total phytoplankton biovolume presented differences among the lakes, but we did not register temporal differences associated with water level variation. The lake related to the non-dammed and semi-lentic river (S2) presented the highest biovolume, while S1 (related to the dammed river) and S3 (related to the non-dammed river) exhibited the lowest ones. Filamentous organisms (MBFG III) were associated with poor nutrient conditions and diatoms (MBFG VI) were favored in high water mixing sites. The flagellate groups MBFG II and MBFG V were related to deeper water and lower column mixing conditions, respectively. Conclusions Our results suggest that phytoplankton species with different functional traits drive the primary productivity in the dry and rainy periods. Hence, we highlight the importance of maintaining high functional diversity in lakes to ensure primary productivity. Therefore, we stress the importance of protecting the natural environment such as floodplain lakes because of its contribution to the regional biodiversity and the flow of energy.

Resumo Objetivo: Esse estudo objetivou analisar a influência dos mecanismos de controle bottom up e top down sobre a abundância e a estrutura de tamanho das comunidades de protozoários planctônicos (flagelados heterotróficos e ciliados). Assim, a seguinte hipótese foi testada: mecanismos de controle bottom up, relacionados à disponibilidade dos recursos alimentares no ambiente, controlam a abundância das comunidades de protozoários, enquanto que mecanismos de controle top down, relacionados ao efeito da predação, controlam o padrão de tamanho destes organismos. Métodos As amostras para análise dos organismos planctônicos foram obtidas em 20 lagoas pertencentes a três diferentes subsistemas da planície de inundação do alto rio Paraná (Paraná, Baía e Ivinhema). Foram utilizadas regressões lineares para selecionar o melhor modelo que prediz os padrões observados de acordo com o Critério de Informação de Akaike. Resultados Os melhores modelos selecionados para explicar a densidade de flagelados heterotróficos incluíram relações negativas com o picofitoplâncton e positivas com os rotíferos, enquanto que para sua estrutura de tamanho, foram encontradas relações negativas com as bactérias heterotróficas, ciliados e rotíferos. Já em relação aos ciliados, suas densidades estiveram relacionadas positivamente com os rotíferos e picofitoplâncton e negativamente com as bactérias heterotróficas. Por outro lado, para o biovolume os melhores modelos selecionaram fortes relações negativas com os microcrustáceos, além de relações com as diferentes frações do fitoplâncton. Conclusão Para ambos protistas, o mecanismo de controle bottom-up foi o principal regulador de suas densidades, enquanto que para a estrutura de tamanho dos mesmos, os resultados mostraram que tanto os recursos alimentares quanto os predadores foram importantes, indicando que os mecanismos bottom-up e top-down atuam conjuntamente na determinação do tamanho destes microrganismos.

Abstract: Aim: We aimed to assess the influence of bottom-up and top-down control mechanisms on the abundance and size structure of protist communities (heterotrophic flagellates and ciliates). We formulated the following hypothesis: bottom-up control mechanisms, related to the availability of resources in the environment, are responsible for structuring the abundance of these communities, whereas top-down control mechanisms, related to predation effects, determine the size pattern of these organisms. Methods Samples for planktonic organisms were taken in 20 shallow lakes belonging to the upper Paraná River floodplain. We evaluated linear regression models to select the best model which predicts the patterns observed according to Akaike Information Criterion. Results The best models selected to explain the abundance of heterotrophic flagellates included negative relations with picophytoplankton abundance and positive with rotifers abundance, while for their size structure, negative relationships were found with heterotrophic bacteria, ciliates and rotifers biovolumes. In relation to the ciliates, their abundances were positively related to the rotifers and picophytoplankton abundances and negatively with the heterotrophic bacteria abundance. On the other hand, for the size structure, the best models selected strong negative relations with the microcrustaceans biovolumes, in addition to relations with the different fractions of the phytoplankton. Conclusion For both flagellates and ciliates, their abundance is being mainly regulated by a bottom up control mechanism, whereas for the size structure the results showed that both food resources and predators were important, indicating that bottom-up and top-down mechanisms act simultaneously in determining the size of these microorganisms.

Resumo Objetivo: Avaliar a extensão da influência dos reservatórios à montante sobre a variação temporal e espacial do fitoplâncton na calha do rio Paraná e a importância de seus principais tributários na diminuição do processo de oligotrofização neste trecho do rio. Materiais e Métodos Foram realizadas amostragens trimestrais de fitoplâncton e variáveis físicas e químicas da água entre agosto de 2013 e maio de 2015, na calha do rio do rio Paraná e na foz de principais tributários, no trecho compreendido entre a jusante do reservatório de Porto Primavera e o remanso de Itaipu. Para sumarizar a variação da densidade fitoplanctônica em relação às principais variáveis físicas e químicas da água, foi aplicada uma Análise de Redundância (RDA). Resultados Foram identificados 214 táxons durante o estudo. Para riqueza de espécies e densidade fitoplanctônica os valores encontrados foram baixos e sem padrão de distribuição temporal ou espacial, tanto para o rio Paraná quanto para os tributários. No entanto, quando aplicada uma RDA aos dados foi possível verificar a segregação espacial na calha do rio Paraná, com o trecho próximo à barragem relacionado a maiores valores de transparência da água e densidade de Cyanobacteria, exportadas pelos reservatórios à montante. Enquanto que os trechos médio e inferior estiveram associados à maior complexidade do fitoplâncton e maiores concentrações de nutrientes e turbidez. Conclusão Por meio da análise da comunidade fitoplanctônica, foi possível verificar a diminuição do efeito de oligotrofização ao longo do eixo longitudinal do rio Paraná e o importante papel dos tributários para a diminuição deste efeito.

Abstract Aim: To evaluate the influence of upstream reservoirs on the temporal and spatial variation of the phytoplankton community in the Paraná River channel and the importance of its main tributaries in reducing the oligotrophication process along this stretch of the river. Materials and Methods Sampling of phytoplankton and physical and chemical variables was performed quarterly between August 2013 and May 2015, in the Paraná River main channel and in the mouth of the main tributaries, at the stretch located between downstream Porto Primavera reservoir and the backwaters of Itaipu reservoir. To summarize the variation of phytoplankton density in relation to the main physical and chemical variables, we performed a Redundancy Analysis (RDA). Results A total of 214 taxa were identified throughout the study. We registered low values of phytoplankton species richness and abundance, which showed no patterns of temporal and spatial distribution, both for the Paraná River and the tributaries. However, RDA results showed spatial segregation among samples from the Paraná River main channel, such that the stretch located closer to the dam was associated with higher values of water transparency and Cyanobacteria density, exported by upstream reservoirs, whereas the middle and lower stretches were associated with higher phytoplankton complexity and higher nutrient concentration and turbidity. Conclusion Through the analysis of the phytoplankton community we could verify a reduction in the effects of oligotrophication along the longitudinal axis of the Paraná River and the important role of the tributaries in diminishing this effect.

Resumo Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar a eficácia do uso de grupos funcionais fitoplanctônicos como indicadores das condições ambientais em rios e lagos de planície de inundação de diferente estado trófico e grau de conectividade ao rio Paraná. Os grupos funcionais (GFs) fitoplanctônicos reúnem espécies sensíveis às mudanças ambientais e podem ser uma alternativa para o monitoramento ambiental. Métodos Foram realizadas amostragens trimestrais entre 2010 a 2013 nos rios Ivinhema, Paraná e Baía, e em três lagos conectados permanentemente a cada rio. Resultados Foram identificados 419 táxons. Maiores valores de biovolume fitoplanctônico foram verificados nos lagos comparado aos rios, principalmente no período seco e estiveram associados a maior disponibilidade luminosa. Foram registrados 11 GFs (P, C, A, B, MP, H1, W1, J, TD, LO e N). O GF LO foi indicador dos períodos de chuva. Os rios mantiveram-se oligotróficos em grande parte do período de estudo, enquanto os lagos mantiveram-se mesotróficos. Os GFs A, B, C, E, LO, P e W1 foram indicadores dos lagos e os GFs A, B, C, E, J, LO e P indicaram características mesotróficas. Conclusão Os GFs refletiram a variação sazonal e o estado trófico dos ambientes na planície de inundação do Alto Rio Paraná, especialmente nos ambientes lênticos. A relação espécie-ambiente (GFs indicadores) foi mais evidente nos lagos devido, provavelmente, ao maior tempo de retenção da água que permite evidenciar a resposta da comunidade fitoplanctônica aos fatores ambientais. Por outro lado, a ausência de GFs como indicadores nos rios provavelmente deveu-se ao alto fluxo de água que promove estocasticidade na dispersão e mascara a relação entre os fatores ambientais e a comunidade fitoplanctônica. Assim, GFs do fitoplâncton provaram ser uma ferramenta viável para avaliar as condições ambientais em uma planície de inundação.

Abstract Aim: The objective of this study was to evaluate the efficacy of phytoplankton functional groups as indicators of environmental conditions in floodplain rivers and lakes with different trophic state and connectivity degree to the Paraná River. Phytoplankton functional groups (FGs) cluster sensitive species to environmental variation and can be an alternative for environmental monitoring. Methods Samples were performed quarterly from 2010 to 2013 in the Ivinhema, Paraná and Baia Rivers and in three lakes permanently connected to each river. Results 419 taxa were identified, and those taxa that had values greater than 5% of the total biovolume were classified into FGs (P, C, A, B, MP, H1, W1, J, TD, LO, and N). The lakes presented higher biovolume and were more productive than rivers, especially in the dry periods. The rivers presented light limitation and low phytoplankton development. The FG LO was an indicator in rainy seasons. Both rivers and lakes were mostly oligotrophic. We registered FG indicators only for the lakes (A, B, C, E, LO, P, and W1) and mesotrophic environments (A, B, C, E, J, LO, and P). Conclusion The FGs reflected the seasonal variation and the trophic state of environments in the upper Paraná River floodplain, mainly in the lentic environments. The species-environment relationship (FGs as indicators) was clearer in the lakes, probably because of the longer water retention that allows evidencing the response of the phytoplankton community to environmental factors. On the other hand, the absence of FGs as indicators in the rivers could be due to the high water flow that promotes dispersal stochasticity and masks the relationship between the environmental factors and the phytoplankton community. Thus, phytoplankton FGs proved to be a viable tool to evaluate the environmental conditions in a floodplain.

OBJETIVO: A diversidade de espécies fitoplanctônicas em lagos de inundação é influenciada pelas diferentes condições impostas pelo regime hidrossedimentológico do canal principal. Foram avaliados quais os fatores preditores da composição e riqueza de espécies fitoplanctônicas, em escala de longa duração, em um lago de inundação diretamente conectado ao rio Paraná. Nós hipotetizamos que a riqueza de espécies do lago de inundação está diretamente relacionada ao índice de conectividade com o canal principal. MÉTODOS: Amostragens trimestrais foram realizadas entre fevereiro de 2000 e março de 2013 (exceto em 2001 e 2003), à sub-superfície, na região limnética do lago. Dados foram analisados através de correlação de Spearman, PCA, DCA, ANOVA e análise de regressão. RESULTADOS: Foram inventariados 397 táxons com alta contribuição de espécies raras (72%). Clorofíceas e diatomáceas foram os grupos mais frequentes. Observou-se uma tendência de aumento de diatomáceas e decréscimo de cianobactérias. A DCA mostrou diferenças na composição fitoplanctônica. Os maiores valores médios de riqueza foram registrados em anos com alto número de dias de potamofase. Diferenças significativas para a riqueza total de espécies e primeiro eixo da DCA foram observadas entre os anos. A análise de regressão evidenciou que os fatores preditores da riqueza de espécies foram Zeu e Zmax. CONCLUSÃO: A riqueza de espécies fitoplanctônicas do lago de inundação está diretamente relacionada ao índice de conectividade com o canal principal.

AIM: Phytoplankton species diversity in floodplain lakes is influenced by different conditions imposed by the hydrosedimentological regime of the main channel. This study evaluated the predictors of composition and species richness phytoplankton in the long-term scale, in a floodplain lake directly connected to the Paraná River. We hypothesized that species richness of the floodplain lake is directly related to the degree of connectivity with the main channel. METHODS: Quarterly samplings were conducted between February 2000 and March 2013 (except in 2001 and 2003), under the water surface of the pelagic zone of the lake. Data were analyzed with Spearman correlation, PCA, DCA, ANOVA and regression analysis. RESULTS: We identified 397 taxa with high contribution of rare species (72%). Chlorophyceans and diatoms were the most frequent groups. There was a trend of increasing of diatoms and decrease of cyanobacteria. The DCA showed differences in phytoplankton composition. The highest mean richness values were found in years with high number of days under potamophase. Significant differences between years were detected for total species richness and first axis of DCA. Regression analysis indicated that the predictors of species richness were Zeu and Zmax. CONCLUSION: The species richness phytoplankton of the floodplain lake is directly related to the level of connectivity with the main channel.

OBJETIVOS: Os modelos de classificação funcional do fitoplâncton baseados nas características funcionais (GFs) e morfológicas (GFBMs) podem ser uma importante ferramenta no monitoramento aquático. Neste estudo de longa duração do fitoplâncton, o objetivo foi utilizar essas duas abordagens para explicar as mudanças nessa comunidade em um canal ativo da planície de inundação do alto rio Paraná, em função das condições ambientais impostas pelo regime hidrossedimentológico. MÉTODOS: As amostragens foram realizadas entre os anos de 2000 e 2013. RESULTADOS: Foram identificados 196 táxons. Bacillariophyceae e Cyanobacteria apresentaram maior contribuição ao biovolume. Foram registrados 11 GFs (A, C, E, H1, J, Lo, M, MP, N, P e X1). Os GFs C, Lo, M, MP, P e X1 foram comuns aos dois períodos. Já os GFs A, E, H1 e J ocorreram somente na limnofase, enquanto que o GF N ocorreu somente na potamofase. Foram registrados sete GFBMs (I, II, III, IV, V, VI e VII). Todos os sete GFBMs ocorreram em ambos os períodos hidrológicos, entretanto os GFBMs III, VI e VII contribuíram com altos valores de biovolume principalmente na limnofase. O GF P e o GFBM VI foram indicadores do estado eutrófico, enquanto os GF M e GFBM VII foram indicadores do estado mesotrófico. Apenas os GFs refletiram a variabilidade ambiental. CONCLUSÃO: A classificação da comunidade fitoplanctônica em GFs e GFBMs representou uma importante ferramenta para a compreensão do comportamento e dinâmica das espécies em relação às condições ambientais. No entanto, os GFs parecem estar mais relacionados à variabilidade ambiental deste canal lótico do que os GFBMs. Provavelmente isso está relacionado com o refinamento dessa classificação, o que refletiu as mudanças da comunidade, na escala de longo prazo, influenciadas pelas características locais e regionais impostas pelo regime hidrossedimentológico do rio Paraná.

AIM: Models of phytoplankton functional classification based on functional (FGs) and morphological (MBFGs) traits can be an important tool in aquatic monitoring. In this long-term study on phytoplankton, the goal was to use these two approaches to explain the changes in this community in an active channel of the Upper Paraná River floodplain, depending on the environmental conditions imposed by the hydrosedimentological regime. METHODS: Samples were taken between 2000 and 2013. RESULTS: 196 taxa were identified. Bacillariophyceae and Cyanobacteria showed higher contribution to biovolume. Were recorded 11 FGs (A, C, E, H1, J, Lo, M, MP, N, P and X1). The FGs C, Lo, M, MP, P and X1 were common to both periods. Already the FGs A, E, H1 and J occurred only in limnophase, while the FG N occurred only in potamophase. Were recorded seven MBFGs (I, II, III, IV, V, VI e VII). All seven MBFGs occurred in both hydrological periods, however the MBFGs III, VI and VII contributed with high biovolume values mainly in the limnophase. The FG P and MBFG VI were indicator of eutrophic status, while the FG M and MBFG VII were indicators of mesotrophic status. Only FGs reflected the environmental variability. CONCLUSION: The classification of phytoplankton in FGs and MBFGs represented an important tool for understanding of the behavior and dynamics of the species in relation to environmental conditions. However, the FGs appear to be more related to environmental variation this lotic channel than MBFGs. Probably this is related to the refinement of this classification, which reflected the changes in the community, in long-term scale, influenced by local and regional characteristics imposed by the hydrosedimentological regime of the Paraná River.

Foram analisadas as flutuações temporais de algumas variáveis limnológicas, nas regiões limnética e litorânea de uma lagoa de inundação (lagoa dos Patos) da planície de inundação do alto rio Paraná (22(0) 43'12"S e 53(0) 17'37"W) em relação a fatores climatológicos e hidrológicos. Temperatura da água, profundidade da zona eufótica, material em suspensão, condutividade elétrica, alcalinidade total, pH, oxigênio dissolvido, dióxido de carbono, nitrogênio total, nitrogênio total Kjedahl, fósforo total, fósforo dissolvido, fósforo solúvel reativo e clorofila-a foram medidas, mensalmente, de março de 1993 a fevereiro de 1994. Os resultados obtidos evidenciaram a importância do regime hidrológico sobre a dinâmica das variáveis limnológicas. Durante eventos de inundação, observou-se a diluição dos nutrientes da lagoa, especialmente das frações de fosfato, seguida de uma fertilização do ambiente por nutrientes da região marginal inundada. Nos períodos de baixa conectividade, eventos autóctones como ressuspensão do sedimento causada por chuva e ventos regem os eventos limnológicos na lagoa.

Temporal variations of some limnological variables in limnetic and littoral regions of Patos lagoon, a "várzea" lake on the floodplain of the Upper Paraná River (22(0) 43'12"S e 53(0) 17'37"W), were studied in relation to hydrological and climatological factors. Measurements of water temperature, euphotic zone, suspended material, electrical conductivity, total alkalinity, pH, dissolved oxygen, carbon dioxide, total nitrogen, total Kjeldahl nitrogen, total phosphorus, dissolved phosphorus, reactive soluble phosphorus and chlorophyll a were taken monthly between March 1993 and February 1994. Results lend evidence to the importance of the hydrological regime on the dynamic of limnological variables in floodplain lakes. A dilution of nutrients in the lagoon, especially phosphates, occurred during floods. This was followed by fertilization of the environment by nutrients from the inundated marginal regions. During low connectivity periods, autochthonous, events such as ressuspension of sediment, brought on by wind and rain, governed limnological events in the lagoon.