(Universidade de Coimbra. Departamento de Zoologia)
(Universidade de Coimbra. Departamento de Zoologia)
| Fecha: |
2006 |
| Resumen: |
Forests produce a large amount of detritus, that inevitably end up in streams, subsidizing aquatic systems with organic matter and nutrients. Here we review some of the research carried out at the University of Coimbra with the objective of getting a better understanding of the breakdown process of these materials and its incorporation to secondary production. Litter-fall in deciduous forests in Central Portugal can reach up to 750 g AFDM of leaves m-2 yr-1, with 73% of the litter produced between October and December. In several retention experiments, we measured a 90% leaf retention in low order (1st- 4th) streams within 15 - 70 m, and a standing stock of up to 450 g AFDM m-2. The amount of nutrients in the water and the plant physical and chemical defenses can be an indicator of the rate at which plant material is incorporated into secondary production or exported as dissolved and fine particles of organic matter. Respiration rates of decomposing leaves incubated with fungicides were severely reduced, supporting the idea that fungi are very important agents in litter breakdown. The fungi group known as aquatic hyphomycetes are capable of producing enzymes able to cause leaf maceration, and by 2 to 3 weeks, up to 15 % of the decomposing leaf biomass corresponds to fungi. Shredder invertebrates are also biological agents involved in litter breakdown. Given their densities and feeding rates, we measured consumption rates of 12 - 54 g of leaves m-2 yr-1 in a stream in Central Portugal, corresponding to 2 to 9 times the litter standing stock. Feeding rates were high in nutrient rich leaves and low in chemical and physically protected leaves with low nutrient content. According to several experiments, fungal colonization facilitates the access of invertebrates to the energy trapped in deciduous leaves in streams. Some invertebrates have strategies to cope with low quality food (leaves with low microbial biomass or high chemical defenses). Those include high mobility, small size, compartmentalized digestion in the gut, presence of endosymbionts, and the capability to decrease respiration rates. The relative importance of fungi and invertebrates in the incorporation of plant litter material into secondary production varies across rivers and biomes. Shredder invertebrates seem to play a key role in litter breakdown in headwaters, but their importance appears to decrease downstream. In the same way, some systems where leaves are hard or protected, shredder invertebrates may be less abundant and the energy may be mainly recovered from litter by fungi. Eucalyptus plantations are systems with low diversity of invertebrates and aquatic hyphomycetes. Streams running through eucalyptus plantations seem therefore ideal to experimentally investigate relationships between structural parameters (biodiversity) and function. Finally, our research has been extended to other climatic areas including the Mediterranean and tropical streams. We reported a wide variety of situation in those systems. A general rule applying to all of them is that if leaf litter is abundant and high quality, the incorporation of energy into detrital food webs can be processed very quickly. However, if leaves are well protected and nutrients in the water are low, processing rates are equally very low, independently of the ambient temperatures. |
| Resumen: |
Los bosques producen una gran cantidad de detritus orgánicos, que inevitablemente llegan a los ríos, subsidiando los sistemas acuáticos con materiales y nutrientes. Aquí se revisan algunos de los trabajos que se han hecho en la Universidad de Coimbra con el objetivo de entender mejor el proceso de descomposición de este material y su incorporación en producción secundaria. La entrada de hojarasca en bosques caducifolios del Centro de Portugal puede alcanzar hasta 750 g PSLC (peso seco libre de cenizas) m-2 año-1, con 73 % de este valor ocurriendo entre Octubre y Diciembre. En varios experimentos de retención medimos que cerca de 90 % hojas que entran en ríos de baja orden (1ª- 4ª) eran retenidas entre los 15 y 75 m, y que la biomasa de hojarasca acumulada era de hasta 450 g PSLC m-2. La cantidad de nutrientes en el agua y las defensas físicas y químicas de las plantas pueden ser un indicador de la tasa a que el material orgánico es incorporado en producción secundaria o exportado como material disuelto o finamente particulado. Las tasas de respiración de hojas incubadas con fungicidas disminuyeron severamente apoyando la idea de que los hongos son agentes muy importantes en la descomposición de hojarasca el los ríos. El grupo de hongos conocido como hifomicetos acuáticos producen enzimas que causan la maceración de hojas, y en 2 o 3 semanas, hasta 15 % de la biomasa de una hoja en descomposición puede corresponder a hongos. Los invertebrados desmenuzadores son también agentes biológicos en la descomposición. Dadas las densidades de desmenuzadores y sus tasas de ingestión de alimento, hemos calculado tasas de consumo de hojas en ríos de12 - 54 g m-2 año-1, lo que corresponde a 2 a 9 veces la cantidad de hojarasca presente. Las tasas de consumo son generalmente altas en substratos ricos en nutrientes y bajas en hojas pobres en nutrientes o protegidas del punto de vista químico y físico. De acuerdo varios experimentos, la colonización por hongos facilita el acceso de los invertebrados a la energía de las hojas. Algunos invertebrados han desarrollado estrategias para poder vencer la baja calidad de las hojas, incluyendo un alta movilidad, tamaño pequeño, compartimentalización de la digestión en el intestino, presencia de endosimbiontes y la capacidad para disminuir las tasas respiratorias. La importancia relativa de los hongos e invertebrados en la incorporación de la hojarasca en producción secundaria es variable entre ríos y biomas. Los invertebrados desmenuzadores parecen jugar un papel importante en la descomposición de hojarasca en los ríos de bajo orden, pero su importancia parece disminuir rió abajo. Del mismo modo, en algunos sistemas en que las hojas son duras o protegidas, los invertebrados pueden ser menos abundantes y la energía canalizada en producción secundaria principalmente por los hongos. Las plantaciones de eucaliptos son sistemas con una baja diversidad de invertebrados e hifomicetos acuáticos. Los ríos que corren por plantaciones de eucaliptos parecen ser por este motivo sistemas ideales para investigar las relaciones entre parámetros estructurales (biodiversidad) y función. Finalmente, nuestra investigación ha sido extendida para otras zonas climáticas, incluyendo el Mediterráneo y las zonas tropicales. Hemos reportado una gran variedad de situaciones en esos sistemas. Una regla general a todos ellos es que si la hojarasca es abundante y de alta calidad, la incorporación de la energía de las hojas en las cadenas alimentares se procesa de forma muy rápida. Sin embargo, si las hojas están bien protegidas y los nutrientes el agua son bajos, estas tasas son igualmente muy bajas, independientemente de las temperaturas ambientales. |
| Derechos: |
Tots els drets reservats.  |
| Lengua: |
Anglès |
| Documento: |
Article ; recerca ; Versió publicada |
| Materia: |
Balanç del fullam ;
Descomposició ;
Fongs ;
Detritrívors ;
Rierols mediterranis i tropicals ;
Balance de la hojarasca ;
Descomposición ;
Hongos ;
Detritívoros ;
Arroyos mediterráneos y tropicales ;
Litter balance ;
Decomposition ;
Fungi ;
Detritivores ;
Mediterranean and tropical streams |
| Publicado en: |
Limnética, V. 25 n. 1-2 (2006) p. 1-10, ISSN 0213-8409 |
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