Prevendo mudanças climáticas: resposta da meiofauna a mudanças na distribuição espacial de espécies-chave

Abstract

Aim: Current trend of climate changes may affect biodiversity by shifting species distributions patterns. Uca crabs, keystone species of intertidal estuarine sediments, are supposed to shift their spatial distribution by poleward displacement as a response of global warming. We develop and test models assessing whether the entrance of a new fiddler crab species, which directly affects the diversity and abundance of keystone species, may affect the structure and functioning of meiobenthic communities in intertidal areas. Location: The southern Atlantic coastal zone of South America. Methods: We used replacement series and partial additive design in indoor mesocosms experiments, manipulating the diversity and density of keystone species. Experiments lasted for 20 days and then sediment samples were taken for meiofaunal analysis. The effect of keystone species was quantified by structural and functional univariate descriptors and structure of multivariate meiofaunal communities. We utilized permutational analysis of variance (PERMANOVA) to assess differences in nematodes assemblages among treatments. Results: Nematodes were the most abundant meiofaunal group at both experiments. At the replacement series experiment, the dominant genera of nematodes were Microlaimus, Terschellingia, and Anoplostoma. Increasing keystone species diversity did not affect the structure of nematodes assemblage, however it affected the functioning by reducing predators/omnivores nematodes. Microlaimus was the dominant genus at the partial additive design experiment. Increasing keystone species diversity and density affected the univariate descriptors of structure and functioning of nematodes assemblage as well as the multivariate structure. The total density of nematodes and density of Microlaimus were reduced with the increase of Uca density. Increasing fiddler crabs density also led to changes in the multivariate structure of nematodes assemblage. The increase of diversity of keystone species reduced non-selective deposit feeders nematodes in the high level of Uca density. Main conclusions: Our findings suggested that the entrance of new species of Uca crabs in the Southern of South America as a response of global warming may affect meiobenthic communities. Increasing density and diversity of Uca may affect the structure and the functioning of meiofauna due changes in top-down control.

Objetivo: A atual tendência de variações no clima pode afetar a biodiversidade, alterando os padrões de distribuição de espécies. Caranguejos do gênero Uca, espécies-chave comuns em ambientes estuarinos entre-marés, estão sujeitos a mudanças em sua distribuição espacial por deslocamento em direção aos pólos, como resposta ao aquecimento global. Nós desenvolvemos e testamos modelos para avaliar se a entrada de uma nova espécie de caranguejo de violinista, o que afeta diretamente a diversidade e abundância de espécies-chave, pode afetar a estrutura e funcionamento das comunidades meiobenticas em áreas entre-marés. Localização: Zona costeira do Atlântico sul. Métodos: Foram utilizados os modelos de substituição e de adição parcial de espécies em experimentos de mesocosmos, manipulando a diversidade e densidade de espécies-chave. Os experimentos duraram 20 dias e, em seguida, amostras de sedimentos foram coletadas para análise da meiofauna. O efeito de espécies-chave foi quantificada pelos descritores univariados estruturais e funcionais e a estrutura multivariada das comunidades de meiofauna. Utilizamos a análise permutacional de variância (PERMANOVA) para avaliar as diferenças na assembleia de Nematoda entre os tratamentos. Resultados: Os Nematoda foram o grupo mais abundante da meiofauna em ambos os experimentos. No experimento substitutivo, a gêneros dominantes de Nematoda foram Microlaimus, Terschellingia e Anoplostoma. O aumento da diversidade de espécies-chave não afetou a estrutura dda assembleia de Nematoda, no entanto, afetou o funcionamento através da redução Nematoda predadores/onívoros. Microlaimus foi o gênero dominante no no modelo de adição parcial. O aumento da diversidade e da densidade de espécies chave afetou os descritores univariados de estrutura e funcionamento da assembleia de Nematoda, bem como sua estrutura multivariada. A densidade total de Nematoda e a densidade de Microlaimus foram reduzidas com o aumento da densidade Uca. O aumento da densidade de caranguejos violinistas também levou a mudanças na estrutura multivariada da assembleia de Nematoda. O aumento da diversidade de espécies-chave reduziu a abundancia de Nematoda detritivoro não seletivo no mais elevado nível de densidade de Uca. Principais conclusões: Os nossos resultados sugerem que a entrada de novas espécies de caranguejos Uca no Sul da América do Sul como uma resposta ao aquecimento global pode afetar as comunidades meiobenticas. O aumento da densidade e diversidade de Uca pode afetar a estrutura e o funcionamento da meiofauna devido a mudanças no controle top down.