Response of macroinvertebrate communities to thermal regime in small Mediterranean streams (southern South America): Implications of global warming

Abstract

The seasonal nature of the stream thermal regime has been recognized as an important factor for the structure of benthic macroinvertebrate communities. In this study, we show the importance of temperature and the potential implications of global warming on the composition of benthic macroinvertebrate communities in Andean watersheds. Here we show that thermal factors (mean temperature and monthly range) partially explain the seasonal variability of macroinvertebrates in Andean streams. Different thermal requirements were observed for macroinvertebrate families. Optimal monthly mean temperatures estimated for Gripopterygidae (Plecoptera), Hydrobiidae (Gastropoda) and Helicophidae (Trichoptera) were lower than 7 °C, while temperatures for Ameletopsidae, Baetidae (Ephemeroptera), Ecnomidae, Limnephilidae, Hydropsychidae, Leptoceridae (Trichoptera), Elmidae (Coleoptera) and Notonemouridae (Plecoptera) were close to 9.5 °C. According to our estimations, future global warming could cause important changes in the macroinvertebrate composition of Andean watersheds. Gripopterygidae, Austroperlidae, Diamphipnoidae (Plecoptera), Hydrobiidae and Helicophidae (Trichoptera) would be the most vulnerable families under the 2090 temperature predictions due to their preference for low temperature.

La naturaleza estacional del régimen térmico de los arroyos ha sido reconocida como un factor importante para la estructura de las comunidades de macroinvertebrados bentónicos. En este estudio, mostramos la importancia de la temperatura y las posibles implicaciones del calentamiento global en la composición de las comunidades de macroinvertebrados bentónicos en las cuencas hidrográficas andinas. Aquí mostramos que los factores térmicos (temperatura media y rango mensual) explican parcialmente la variabilidad estacional de los macroinvertebrados en los arroyos andinos. Se observaron diferentes requerimientos térmicos para familias de macroinvertebrados. Las temperaturas medias mensuales óptimas estimadas para Gripopterygidae (Plecoptera), Hydrobiidae (Gastropoda) y Helicophidae (Trichoptera) fueron inferiores a 7 ° C, mientras que las temperaturas para Ameletopsidae, Baetidae (Ephemeroptera), Ecnomidae, Limnephilidae, Hydropsychidae, Leptoceridae (Trichoptera), Elmidae ( Coleoptera) y Notonemouridae (Plecoptera) estuvieron cerca de 9.5 ° C. Según nuestras estimaciones, el calentamiento global futuro podría provocar cambios importantes en la composición de macroinvertebrados de las cuencas hidrográficas andinas. Gripopterygidae, Austroperlidae, Diamphipnoidae (Plecoptera), Hydrobiidae y Helicophidae (Trichoptera) serían las familias más vulnerables bajo las predicciones de temperatura de 2090 debido a su preferencia por las bajas temperaturas.