Materiales y métodos

Área de estudio: Este estudio se realizó en el río Caldera ubicado en la vertiente Pacífica de Panamá, específicamente en la cuenca hidrográfica 108 (río Chiriquí) en la provincia de Chiriquí (^{Gonzáles & Tejada, 2009}). El río Caldera nace dentro del Parque Nacional Volcán Barú (PNVB) a una altura de 3 302 msnm y cuenta con una longitud de 49.4 km. La estación seca o de menor cantidad de precipitación se prolonga desde diciembre hasta abril, mientras que la estación lluviosa inicia en mayo y se extiende hasta finales de noviembre. La precipitación promedio anual es de 3 466 mm y temperaturas promedios entre ± 16.2 °C (septiembre y octubre) y ± 22.2 °C (marzo y abril) (^{Arosemena, 2010}). Se establecieron siete estaciones de muestreo en el río Caldera y se realizaron giras mensuales entre enero y diciembre de 2015 (Figura 1). Se ubicaron cinco estaciones en la zona alta (≥1 001 msnm) de la siguiente manera: E1 [1 882 ± 6 msnm, 8°51’08.2” N - 82°29’44.0” W, velocidad de corriente (n= 15): 0.69 ± 0.12 m/s], E2 [1 493 ± 29 msnm, 8°51’02.2” N - 82°29’38.4” W, velocidad de corriente (n= 15): 1.09 ± 0.18 m/s], E3 [1 148 ± 12 msnm, 8°51’06.9” N - 82°29’37.4” W, velocidad de corriente (n= 15): 1.03 ± 0.13 m/s], E4 [1 848 ± 8 msnm, 8°50’58.7” N - 82°29’36.2” W, velocidad de corriente (n= 15): 0.88 ± 0.10 m/s], dentro de los límites del PNVB y la E5 [1 065 ± 10 msnm, 8°44’46.97” N - 82°25’8.77” W, velocidad de corriente (n= 15): 0.61 ± 0.05 m/s] en el corregimiento de Boquete. En la zona baja (≤500 msnm) se ubicaron dos estaciones: E6 [370 ± 7 msnm., 8° 38’49.8” N - 82° 23’52.8” W, velocidad de corriente (n= 15): 0.76 ± 0.14 m/s] y E7 [360 ± 13 msnm, 8°38’55.0” N - 82°23’52.1” W, velocidad de corriente (n= 15): 0.82 ± 0.19 m/s]. No se ubicaron estaciones de muestreo en la zona media debido a su inaccesibilidad.

Figura 1 Estaciones de muestreo en el río Caldera (Cuenca 108) para la recolecta de especies de Anacroneuria, provincia de Chiriquí, república de Panamá.  

Recolecta y procesamiento de las muestras: De enero a diciembre de 2015 se recolectaron en total 485 ninfas del género Anacroneuria. Las recolectas se realizaron una vez al mes, con una red triangular con tamaño de malla de 500 µm y de forma manual, en un transecto lineal de aproximadamente 100 m en sentido de la corriente, tomando en consideración los sustratos con rocas y hojarasca. El esfuerzo de muestreo en cada estación fue de dos horas. Individuos que presentaban pterotecas desarrolladas con coloración oscura eran seleccionados, debido a que estaban próximos a emerger (^{Turizo-Correa, Tamaris-Turizo, & Rueda, 2006}). En cada estación se evaluaron los parámetros físicos y químicos in situ [temperatura (°C), conductividad (µS/cm), oxígeno disuelto (OD) (mg/L) y pH] con un multiparámetro (marca: HACH, modelo: HQ40d). Los individuos recolectados fueron colocados en envases de vidrio de 2 L con agua del río, hojarasca y aireación constante con bombas portátiles (marca PENN PLAX®, modelo B10), debido a que después de dos horas sin oxigenación, aumenta el riesgo de muerte de las ninfas. Cada frasco fue debidamente rotulado y cubierto con una malla elástica de 0.1 mm sujetas con ligas para evitar mezcla de las muestras. Para su traslado al laboratorio los frascos fueron colocados cuidadosamente en cajas plásticas. Las ninfas fueron criadas en el laboratorio del Museo de Peces de Agua Dulce e Invertebrados (MUPADI) de la Universidad Autónoma de Chiriquí, Panamá (UNACHI).

Cría de especímenes: El período de cría de las ninfas fue de enero a diciembre de 2015. Éstas fueron colocadas en frascos de vidrio debidamente rotulados con cobertores de malla elástica de 0.1 mm sujetas con ligas, con 500 mL de agua de río a una temperatura de 21 ± 2°C y piedras sobresaliendo del agua, donde los individuos se pudieran apoyar para emerger. El período de espera desde la recolecta de las ninfas hasta la emergencia de los adultos osciló entre 2 - 49 días, dependiendo de la especie. En cada frasco, se mantuvo un medio de aireación constante con bombas (Air Pumps de 20 galones y RS Electrical de 20 galones), se colocaron individualmente los especímenes de las diferentes estaciones de muestreo, para evitar confusión con los adultos emergidos.

Las ninfas recolectadas en hábitats con temperaturas menores a 17°C, fueron criadas en un sistema controlado. Para ello, se colocaron los frascos dentro de una tina de hielo seco con agua, colocándosele hielo cada tres horas para mantener la temperatura entre 15 y 17°C. El reemplazo del agua fue realizado cada dos días, con agua de río del sitio de recolecta. Las ninfas fueron alimentadas con alimento para peces (TetraFin) una vez al día, cada dos días. Luego de emergidos los adultos, se colocaron por unas horas en frascos de plástico rotulados, para terminar el proceso de queratinización y extensión de sus alas. Posteriormente, se procedió a colocarlos en alcohol al 70 % con su exuvia correspondiente para la identificación. Los adultos de Anacroneuria se identificaron mediante disección de la genitalia al estereoscopio, utilizando los procedimientos y claves taxonómicas de ^{Stark (1998}), ^{Gutiérrez-Fonseca y Springer (2011}). Todos los especímenes fueron depositados en la colección de referencia (catálogo: MUPADI-PLEC-01-001-234) del MUPADI de la UNACHI.

Con los datos de las estaciones de muestreo se realizó un análisis de la distribución altitudinal de las especies. Asimismo, los parámetros físicos y químicos fueron utilizados en un análisis de componentes principales (ACP) para observar la variabilidad ambiental entre las estaciones de muestreo. Las asociaciones entre las especies de Anacroneuria y los parámetros físicos y químicos, se determinaron mediante un análisis de correspondencia canónica (ACC). Los análisis estadísticos fueron realizados con el programa Past (versión 3.10, ^{Hammer, Harper, & Ryan 2001}).

Resultados

Crianza y abundancia de muestra: De las 485 ninfas recolectadas en el río Caldera, se pudieron criar en el laboratorio 138 adultos (28.4 %) y murieron 347 ninfas (71.6 %). Las mayores cantidades de ninfas se recolectaron en las estaciones de muestreo: E7 (26.4 %), seguida de E6 (22.9 %), E5 (19.0 %), E4 (18.1 %) y E1 (10.5 %). Las menores cantidades de ninfas se recolectaron en las estaciones E3 (2.7 %) y E2 (0.4 %) (Cuadro 1). Los especímenes adultos criados fueron 55 machos (39.9 %) y 83 hembras (60.1 %). De éstos, A. benedettoi fue la más abundante (50.7 %), seguida de Anacroneuria sp. 1 (16.0 %), A. planicollis (12.3 %), A. marca (10.0 %), A. quetzali (8.7 %), A. annulipalpis (1.5 %) y Anacroneuria sp. 2 (0.7 %) (Cuadro 2). Por otro lado, la emergencia de las ninfas a adultos se presentó en horas nocturnas, con una duración del proceso entre 10 a 20 minutos, entre los 2 a 49 días después de la recolecta.

Distribución altitudinal: Las especies identificadas presentaron una distribución espacial diferenciada en dos zonas altitudinales en el río Caldera. En la zona alta: A. annulipalpis (1 848 - 1 882 msnm), A. quetzali (1 148 - 1 882 msnm), A. marca (1 848 msnm), A. benedettoi, A. planicollis y Anacroneuria sp. 2 (1 065 msnm) y en la zona baja: A. benedettoi y Anacroneuria sp. 1 (360 - 370 msnm) (Figura 2).

Figura 2 Distribución altitudinal de las especies del género Anacroneuria en el río Caldera.  

Variabilidad estacional: Con base en los muestreos mensuales realizados en las distintas estaciones del río Caldera durante el 2015, A. benedettoi, A. quetzali, A. planicollis y Anacroneuria sp. 1 presentaron un aumento gradual en el número de individuos durante la época seca en febrero y abril, de la misma manera en agosto (época lluviosa). Seguido por un descenso gradual desde mayo hasta diciembre (finales de la época lluviosa). La mayor abundancia de A. marca se dio durante la época lluviosa en octubre y mantuvo un número bajo de individuos durante la mayor parte de los meses del año. A. annulipalpis solo se recolectó en mayo (época seca) y en noviembre (época lluviosa). Anacroneuria sp. 2 solo fue recolectada en marzo (Figura 3).

Figura 3 Variabilidad estacional de especies de Anacroneuria en el río Caldera. A. Especies más abundantes, B. Especies menos abundantes.  

Análisis de datos físicos y químicos: Los parámetros físicos y químicos en las cuatro estaciones (E1-E4), donde fueron recolectadas las ninfas de A. annulipalpis, A. quetzali y A. marcapresentaron valores mínimos y máximos de OD (7.31 - 7.95 mg/L) y temperatura (14.3 - 18.8 °C) muy similares, mientras que la conductividad (37.4 - 73.3 µs/cm) fue más variada. Debe mencionarse que estos especímenes se recolectaron solo en sustratos rocosos (Cuadro 3). Sin embargo, en las estaciones E5-E7 se obtuvieron valores más bajos de OD (6.21 - 8.33 mg/L), y más elevados de conductividad (36.8 - 114.4 µs/cm) y temperatura (21.0 - 25.6°C) a diferencia de las estaciones E1-E4. En las estaciones E5-E7 se recolectaron ninfas de A. benedettoi, A. planicollis, Anacroneuria sp. 1 y Anacroneuria sp. 2 en sustratos de hojarasca y rocas.

El ACP indica que la relación entre las variables ambientales puede ser explicada por los dos primeros ejes en un 93 %. El eje 1 presentó una correlación positiva con las tres variables (temperatura: 0.71, conductividad: 0.70 y OD: 0.03). El eje 2, se correlacionó positivamente con OD (0.99) y TEMP (0.02). Negativamente, se correlacionó con COND (-0.07) (Figura 4). La variabilidad por estación se correlacionó negativamente en el eje 1 para las estaciones E1, E2, E3 y E4. Positivamente, se correlacionó con las estaciones E5, E6 y E7. En el eje 2 se correlacionó positivamente con las estaciones E2, E3, E6 y E7, mientras que, las estaciones E1, E4 y E5 fueron correlacionadas negativamente. Por otro lado, el ACC indica que la correlación entre las variables físicas, químicas y biológicas puede ser explicada por los dos primeros ejes en un 68 % (Figura 5). Las variables de conductividad y temperatura estuvieron relacionadas positivamente con las especies A. benedettoi, A. planicollis, Anacroneuria sp. 1 y Anacroneuria sp. 2. Mientras que el OD estuvo relacionado negativamente con A. quetzali.

Figura 4 Ordenamiento de las estaciones de muestreo en el río Caldera según el ACP, con los parámetros físicos y químicos: oxígeno disuelto (OD), conductividad (COND) y temperatura (TEMP).  

Figura 5 Análisis de correspondencia canónica de las especies del género Anacroneuria con los parámetros físicos y químicos: oxígeno disuelto (OD), conductividad (COND) y temperatura (TEMP).  

Nuevos registros: En este estudio se identificaron cinco especies de Anacroneuria; Anacroneuria annulipalpis^{Klapálek, 1922}, A. benedettoi^{Stark, 1998}, A. planicollis^{Klapálek, 1923}, A. quetzali^{Gutiérrez-Fonseca & Springer, 2015}, A. marca Stark, 1998 y dos no pudieron ser identificadas. Para Anacroneuria sp. 1, su identificación no fue posible, ya que no hubo coincidencia de caracteres determinantes de la morfología del aedeago, con la literatura disponible actualmente; mientras que para Anacroneuria sp. 2, solo se recolectó un espécimen hembra (Cuadro 2), y la identificación de especies de género se realiza a partir de caracteres morfológicos del macho. Las tres primeras especies son nuevos registros para el río Caldera, mientras que A. marca, ya había sido registrada por Stark (2014). Además, se amplía el rango de distribución de A. benedettoi para la provincia de Chiriquí, la cual solo había sido registrada para las provincias de Bocas del Toro y Herrera (Stark, 1998; ^{Froehlich, 2010}; ^{Cornejo & Gutiérrez-Fonseca, 2015}). Por otro lado, se reporta por primera vez para Panamá, la presencia de A. quetzali, la cual fue recientemente descrita en Costa Rica en estudios realizados por Gutiérrez-Fonseca y Springer (2015).

Discusión

En estudios similares con base en sistemas de acuarios para la cría de ninfas de plecópteros realizados por ^{Turizo-Correa et al. (2006}), se criaron un total de 46 ninfas del género Anacroneuria, y se logró la obtención de 13 adultos (28.3 %). En otros estudios realizados por ^{Gutiérrez-Fonseca (2009}), se crió 1 346 ninfas, de las cuales 547 (40.6 %) llegaron al estado adulto; por su parte, ^{Capistrano Da Silva, Silva y De Almeida (2015}) recolectaron 134 ninfas y obtuvieron solo ocho adultos (6.0 %), en comparación con este estudio en donde a partir de 485 ninfas, se lograron criar 138 adultos (28.4 %). Los datos sugieren que a mayor cantidad de ninfas recolectadas, se incrementa la posibilidad de obtención de adultos en el laboratorio. Sin embargo, aunque no se pueden descartar con seguridad otros factores, parece haber una fuerte influencia de la etapa de desarrollo en la cual se encuentran las ninfas al momento de la recolecta, y de la similitud de las condiciones de temperatura y aireación de los acuarios de cría, con la de los sitios de recolecta de las ninfas.

^{Aguirre y Bernal (2014}) realizaron estudios que incluían las E6 y E7, entre diciembre de 2011 y abril 2012, donde se recolectaron alrededor de 132 ninfas entre ambos puntos. Estos resultados coinciden con este estudio en cuanto a la mayor abundancia de ninfas en estas estaciones. Este hecho puede deberse a la cobertura boscosa y estructura de la subcuenca, ya que presentan un lecho rocoso con rápidos, vegetación y hojarasca en sus orillas. Según ^{Tomanova y Tedesco (2007}), la mayor abundancia de ninfas del género Anacroneuria están concentradas en zonas de rápidos y microhábitats con hojarasca, gravilla en el lecho de la corriente y piedras, mientras que éstos pueden estar ausentes en sedimentos de arena y limo. Por otro lado, ^{Vidal y Membiela (1993}) en estudios realizados en las Sierras Segundera, Cabrera y Teleno en la Península Ibérica, informaron que los cursos pequeños de agua están constituidos mayoritariamente por plecópteros. Esta característica coincide con lo observado en este estudio en las E1, E4 y E5, que son cuerpos de agua con poca corriente y profundidad, donde se recolectó cerca de la mitad de las ninfas.

En las E2 y E3 se encontraron las menores cantidades de ninfas, lo cual fue observado también por ^{Aguirre y Bernal (2014}), que solo recolectaron 46 ninfas entre ambas estaciones. Posiblemente, la velocidad de la corriente sea uno de los factores más determinantes, ya que las zonas muestreadas presentaron pendientes pronunciadas y rápidas. ^{Vidal y Membiela (1993}) y ^{Zúñiga (2010}) indican que factores como la velocidad de la corriente, la naturaleza del sustrato y el grado de exposición a la luz, son factores importantes que pueden influir en la distribución de los plecópteros entre las estaciones o en una misma estación.

Datos obtenidos por ^{Turizo-Correa et al. (2006}) y ^{Zúñiga (2010}), indican que el tiempo de emergencia de ninfas a adultos en condiciones de laboratorio, se presentan entre 1 a 30 días. Al compararlo con este estudio, se observó un periodo más extenso (2-49 días) desde la recolecta a la emergencia del adulto. Como se mencionó anteriormente, tanto el nivel de desarrollo al momento de la recolecta de las ninfas, como sugieren ^{Gamboa (2008}) y Turizo-Correa et al. (2006), como el mantenimiento de las condiciones ambientales similares al sitio de recolecta, juegan un papel importante en la duración del período de pre-emergencia.

Por otro lado, debe mencionarse que la cría de ninfas en el laboratorio es un método de bajo costo y fácil mantenimiento, el cual finalmente permite asociar de manera confiable las ninfas con el adulto emergido, si es manipulado rigurosa y correctamente (^{Ramírez, 2010}; ^{Carneiro, Da Conceição, & Higuti, 2012}). Con estos estudios se puede obtener información de su ciclo de vida muy poco estudiado en el Neotrópico, en donde un bajo porcentaje (10 - 15 %) de las especies conocidas, están asociadas con su correspondiente ninfa. Con las ninfas asociadas, se tiene un trabajo interesante aún por realizar, mediante la descripción de las formas inmaduras de las especies registradas para el río Caldera y para el Neotrópico. Sin lugar a dudas, será un trabajo valioso que permitirá la identificación específica de los Anacroneuria desde su fase inmadura, lo cual facilita mejorar la resolución taxonómica en estudios ecológicos y de calidad de agua para un grupo, cuyas ninfas son de amplia utilización en este tipo de estudios.

El estudio sobre la distribución altitudinal representa el conocimiento clásico del comportamiento biológico y ecológico de los plecópteros (^{Membiela, 1990}). Las especies del género Anacroneuria han sido registradas en ríos desde los 10 hasta los 3 500 msnm (^{Tomanova & Tedesco, 2007}; ^{Zúñiga, Giraldo, Calero, Ramírez, & Chará, 2014}), lo cual corresponde con el ámbito observado en las especies recolectadas en este trabajo. Tomanova y Tedesco (2007) reportaron a A. annulipalpis en altitudes que la sitúan entre los 980 - 1 650 msnm. En este caso, A. Annulipalpisfue encontrado en sitios de mayor altitud a los que la literatura documenta. Por otro lado, ^{Gutiérrez-Fonseca y Springer (2015}) documentaron en Costa Rica a A. quetzali a una altitud de 2 600 msnm. Con los datos de este estudio, se amplía el ámbito de distribución altitudinal para esta especie. En estudios en Costa Rica, Gutiérrez-Fonseca (2009) documentó la distribución altitudinal para A. marca (10 - 2 292 msnm) y A. benedettoi (10 - 1 750 msnm). Los ámbitos de distribución observados para estas especies en este estudio se encuentran incluidos con los documentados en Costa Rica. Tomanova y Tedesco (2007) informaron para A. planicollis una altitud de 1 400 msnm; pero en este estudio, se observó esta especie a altitudes menores a lo documentado por estos autores. La altitud parece ser uno de los factores decisivos en la distribución de las especies de este género, ya que al variar ésta, se produce un cambio en el régimen térmico de las aguas (^{Vidal & Membiela, 1993}).

La abundancia de las especies del género Anacroneuria durante el período de muestreo se vio disminuida durante la época de lluvias. Estos resultados coinciden con los obtenidos por ^{Tamaris-Turizo et al. (2007}), donde la abundancia de las ninfas se encontró relacionada a los cambios pluviométricos. Estos organismos pueden presentar una disminución de individuos en las épocas de cambios drásticos de precipitación y recuperarse en los periodos de estabilidad pluviométrica, mientras que otros, pueden presentar abundancias bajas y estables durante la mayoría de los meses. Igualmente, ^{Tierno De Figueroa, Luzón-Ortega y Sánchez-Ortega (2001}) hacen mención a que las precipitaciones pueden afectar el momento de la emergencia, siendo esto más notorio en las especies de zonas tropicales. Aunque no se pueden descartar otros factores tales como el viento, la temperatura del aire, temperatura del agua, la humedad relativa y disponibilidad de alimento, los factores antes mencionados parecen ser de mucha influencia.

Los plecópteros están sujetos a las perturbaciones naturales, cambios en la temperatura, la elevación, el tipo de sustrato, la alimentación, la velocidad de la corriente, el clima, la vegetación de una región particular y la química del agua (^{Vidal & Membiela, 1993}; ^{Gamboa, 2010}; ^{Gutiérrez-Fonseca, 2010}). Posiblemente estas variaciones en OD, conductividad, sustrato y las diferencias en temperatura entre las estaciones muestreadas, son factores importantes que podrían propiciar esta distribución específica diferenciada. Las especies del género Anacroneuria pueden variar ampliamente en los valores de tolerancia frente a las condiciones ambientales. Se encuentran en ríos con niveles bajos y/o sobresaturados de oxígeno (5.2-12 o 64-139 mg/L de saturación), con pH desde ácidos a básicos (pH: 4 - 8.76), conductividad desde 11 a 795 µs/cm, son organismos euritermos y soportan temperaturas desde 15 hasta 33°C (^{Tomanova & Tedesco, 2007}; Gamboa, 2008; ^{Roldán-Pérez & Ramírez-Restrepo, 2008}; ^{Guzmán & Tamaris-Turizo, 2014}). Gutiérrez-Fonseca (2009) registró la recolecta de A. benedettoi y A. marca en sustratos de hojarasca en sitios con valores mínimos y máximos de OD de 7.75 - 9.08 mg/L, y para A. marca a temperaturas de 15 - 27.7°C. Algunas especies de plecópteros se encuentran a veces sólo en un sistema de corriente en particular y restringidas a un microhábitat específico, lo que resulta en la necesidad de una especial consideración y estudio de los parámetros ambientales. Por ello, es de suma importancia los registros de los parámetros físicos y químicos de los cuerpos de agua en los cuales se encuentren estas ninfas (Gamboa, 2010).

Los especímenes recolectados en este estudio se encontraron generalmente en rocas y hojarasca, lo que ha sido documentado también por otros autores. En estudios realizados en Anacroneuria debilis^{Pictet, 1841}, en Río de Janeiro, Brasil, se recolectó un total de 86.7 % de ninfas en los sustratos de hojarasca y 10.4 % en rocas, lo que demuestra la presencia constante de estas ninfas en estos tipos de sustratos (^{Capistrano Da Silva et al., 2015}; ^{Vidal & Membiela, 1993}). La preferencia de las ninfas del género Anacroneuria por sustratos rocosos se atribuye a que es un sustrato estable, el cual ofrece refugio y disponibilidad de alimento, ya que éstas presentan una biopelícula adecuada para la alimentación de diferentes tipos de insectos acuáticos (^{Herrera, 2005}; ^{Zúñiga, 2010}).

En este estudio se identificaron cinco especies de Anacroneuria (A. annulipalpis, A benedettoi, A. planicollis, A. quetzali y A. marca) y dos más fueron recolectadas pero no identificadas. Las cuatro primeras especies fueron nuevos registros para el río Caldera, mientras que la última, ya había sido registrada por ^{Stark (2014}). También se amplía el ámbito de distribución de A. benedettoipara la provincia de Chiriquí, la cual solo había sido registrada para las provincias de Bocas del Toro y Herrera (Stark, 1998; ^{Froehlich, 2010}; ^{Cornejo & Gutiérrez-Fonseca, 2015}). Por otro lado, se informa por primera vez para Panamá la presencia de A. quetzali en el PNVB. Esta especie fue recientemente descrita en Costa Rica en estudios realizados por Gutiérrez-Fonseca y Springer (2015).

Con los resultados de este estudio se logró la identificación de cinco especies del género Anacroneuria para el río Caldera: A. annulipalpis, A. benedettoi, A. planicollis, A. quetzali, las cuales constituyeron nuevos reportes para esta región y A. marca. Además, se tienen dos morfoespecies sin determinar. Se amplía el ámbito de distribución de A. benedettoi para la provincia de Chiriquí, y se informa por primera vez la presencia de A. quetzali en Panamá.