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[WEITERE BEITRÄGE WERDEN DERZEIT EINGEARBEITET, HB 30.03.21]

Seiten:

1-25

Publikationsdatum:

15.06.2020

Autoren:

Joscha Beninde, Uwe Römer, Antonia Vela Diaz & Fabrice Duponchelle

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Titel:

Changes of water temperature caused by deforestation are of major concern for the future of many species of Apistogramma (Regan, 1913) (Teleostei, Perciformes, Cichlidae, Geophaginae)
Veränderungen der Wassertemperatur durch Entwaldung sind für die Zukunft vieler Apistogramma-Arten (Regan, 1913) (Teleostei; Perciformes; Cichlidae; Geophaginae) von großer Bedeutung

Summary / Resumen / Zusammenfassung

Summary: The Iquitos Paleoarch is decisive for the restricted distribution of many Apistogramma species in the region. Distinguishing it from large parts of the Amazonian basin, only few seasonal rhythmic inundations trigger frequent isolation events and create a setting favourable for diversification and speciation. Iquitos, probably the fastest expanding city in Amazonia, is located within the Iquitos Paleoarch. Here local resource harvesting frequently leads to small-scale deforestation. Simultaneously, the forest plays a decisive role in the aquatic ecology of streams and ponds by regulating the temperature regime and providing dead plant material, resulting in low pH and conductivity levels, properties typical of blackwater. We conducted field measurements of water parameters in selected areas inhabited by Apistogramma atahualpa. Our results show that the temperature regime varies widely in streams and ponds, and temperature increases are especially abrupt at the transition from forested habitats to deforested, open areas. We elaborated how this effect of small-scale deforestation and associated temperature change can impact the breeding biology of A. atahualpa. Due to all Apistogramma species studied so far exhibiting temperature dependent sex determination (TSD) of offspring, we anticipate changes in population structure following such abrupt alterations in ecological conditions of aquatic habitats. Additional isolation events typical for this region may further impact populations and induce diversification. Our findings highlight the need for more detailed assessments of the impact of deforestation and other ecological alterations on blackwater habitats at small spatial scales, as they can pose a serious threat to many aquatic species.

Key words: Amazonia, Peru, diversification, human Impact, urban sprawl, local adaptation, neotropics; environmental sex determination, biodiversity

Resumen: El Paleoarco de Iquitos juega un papel decisivo en la distribución restringida de varias especies de Apistogramma en la región. A diferencia de otras partes de la bacía Amazónica, acá algunas inundaciones rítmicas estacionales provocan eventos frecuentes de aislamiento, creando condiciones favorables para diversificación y especiación. El hábitat de Apistogramma atahualpa se ubica en el Paleoarco de Iquitos y entonces al alcance inmediato de Iquitos, una de las ciudades de mas rápida expansión en la Amazonia, donde ocurre frecuentemente deforestación de pequeña escala. El bosque tiene un papel importante en la ecología de las arroyos y pequeños lagos donde vive A. atahualpa: regula el régimen de temperatura y provee material vegetal en descomposición que facilita bajos niveles de conductividad y pH, típicos de las aguas negras. Hemos medido diferentes parámetros de aguas and áreas selectas dentro de la zona documentada de distribución de A. atahualpa. Nuestros resultados muestran que los régimen de temperatura en los arroyos y lagos muestreados varían mucho y los cambios son particularmente abruptos en las zonas de transición entre el bosque y las zonas deforestadas abiertas. Considerando que en todas las especies de Apistogramma testeadas hasta ahora, el determinismo del sexo depende de la temperatura (temperature-dependent sex determination, TSD), discutimos los efectos potenciales de la deforestación de pequeña escala y los cambios de temperatura asociada sobre A. atahualpa. Anticipamos cambios en las estructuras poblacionales a consecuencia de la abrupta transición ecológica de los sistemas acuáticos impactados. Eventos de aislamiento adicionales, típicos de esta región, impactaran aun mas las poblaciones e inducirán diversificación. Nuestros resultados ilustran la necesidad de realizar mas estudios de impactos la deforestación y de las otras alteraciones de los hábitats de agua negra de la región, ya que sin destruirlos de manera permanente, ocasionan serias amenazas, y no solamente para las especies de Apistogramma.

Palavras claves: Amazonia, diversificación, impacto humano, expansión urbana, adaptación local, neotrópicos, determinación del sexo ambiental, biodiversidad

Zusammenfassung: Der Iquitos-Paläoarch ist entscheidend für die eingeschränkte Verbreitung vieler Apistogramma-Arten in der Region. Anders als in großen Teilen des Amazonas-Beckens führen die hier seltenen saisonalen Überschwemmungen zu häufigen Isolationsereignissen und schaffen günstige Bedingungen für Diversifizierung und Artbildungsprozesse. Iquitos, die wohl am schnellsten wachsende Stadt Amazoniens, liegt im Bereich des Iquitos Paläoarch. Hier führt lokale Ressourcennutzung immer häufiger zu kleinräumiger Abholzungen. Gleichzeitig spielt der Wald, insbesondere ein zusammenhängendes Baumkronendach, eine entscheidende Rolle für die aquatischen Ökologie von Bächen und Teichen, die von vielen Apistogramma-Arten bewohnt werden: Er reguliert deren Temperaturregime und liefert abgestorbenes Pflanzenmaterial, was – für Schwarzwasser typisch – zu niedrigen pH-Werten bei geringer Leitfähigkeit führt. Wir führten Feldmessungen von Wasserparametern in solchen Gewässerbereichen durch, die von Apistogramma atahualpa besiedelt waren. Unsere Ergebnisse zeigen, dass das Temperaturregime in Bächen und Teichen stark variiert und der Temperaturanstieg beim Übergang von bewaldeten Abschnitten zu entwaldeten, offenen Gebieten besonders abrupt ist. Da alle bisher untersuchten Apistogramma-Arten eine temperaturabhängige Geschlechtsbestimmung (TSD) von Nachkommen aufweisen, diskutieren wir mögliche Auswirkungen kleinräumiger Entwaldung und damit verbundener Temperaturänderungen auf A. atahualpa. Wir erwarten Veränderungen in der Populationsstruktur nach solch abrupten Änderungen der ökologischen Bedingungen in den Gewässern. Zusätzliche für diese Region typische Isolationsereignisse könnten lokale Fischpopulationen beeinträchtigen und zu weiterer Diversifizierung führen. Unsere Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit einer detaillierteren Bewertung der Auswirkungen von Entwaldung und anderen ökologischen Veränderungen auf Schwarzwasserhabitate in der Region und im Allgemeinen, da sie viele Arten ernsthaft gefährden könnten, in unserem Fall speziell Apistogramma-Arten.

Schlüsselwörter: Amazonien, Diversifizierung, Menschlicher Einfluss Zersiedelung; Lokale Anpassung, Neotropen, umweltabhängige Geschlechtsbestimmung, Biodiversität

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