Undergraduate studies in aquatic beetle diversity

With contributions from Gisele do Carmo Reis and Jaqueline da Conceição Souza Feitosa

Leia o texto em português

With ever increasing impacts on freshwater habitats, their conservation and sustainable management are, of course, highly urgent. To help achieve this, we need to accurately identify and quantify biological and habitat diversity and the way these interact and provide environmental services that benefit both the natural world and humans. Aquatic beetles are important indicators  of freshwater habitat diversity and integrity. They are relatively easy to recognise in the field and familiar even to non-specialists. Many are predators as both adults and larvae but there is still a lot of functional diversity in aquatic beetles, in other words, they may also eat vegetation, algae and detritus.

Adult (left) and larval (right) stages of the beetle family Elmidae. Photos: Jaqueline Feitosa.

Between August 2018 and July 2019, Gisele do Carmo Reis and Jaqueline da Conceição Souza Feitosa carried out laboratory and field studies on aquatic beetles through the PIBIC (Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Ciêntífica) and PIVIC (Programa Institucional Voluntário de Iniciação Ciêntífica) undergraduate research scholarship and volunteer programmes, respectively.

Jaqueline sorted and identified all the beetle material in the laboratory’s aquatic invertebrate collection  to see how much beetle diversity is represented there. Gisele sampled the substrate for beetles in micro-habitats along a gradient of increasing hydraulic energy in a section of the Caeté river and analysed their diversity and abundance in relation to substrate and complex hydraulic variables.

Jaqueline sorting through beetles in the laboratory. Photos: Lilian Barroso.

Gisele posing at the margin of the Caeté river at Mocajuba (left) and view of the forested margins at the same location (right). Photos: Diego Simeone (left) and Gisele Reis (right).

Both students faced difficulties and challenges, the greatest of which is adapting to the new routine and responsibilities that go with being a novice research apprentice! Although Jaqueline began her project after a delay due to bureaucracy, she was able to meet all her goals within the deadline and spent her time patiently going through vials of specimens. In fact, Jaqueline seemed disappointed to find that there were not as many beetle specimens to be found in the collection as we had anticipated!

Departing from the usual routine of lectures, Gisele suddenly found herself participating in a research project involving my doctoral candidate Diego Simeone. However, with the able co-supervision of Diego, she quickly learned the ropes in the field and laboratory. For Gisele, the learning process was very gratifying and a moment of great happiness was when she was first able to identify a beetle all by herself.

Jaqueline revised 375 specimens of Coleoptera distributed among the families Dytiscidae, Noteridae, Elmidae and Hydrophilidae. There were 23 adults and 352 larvae, mostly belonging to the family Elmidae. Jaqueline’s work will contribute to improving undergraduate and postgraduate teaching, as well as outreach involving schools.

Gisele found support for the hypothesis that there is greater diversity of Elmidae in micro-habitats with higher hydraulic energy and greater substrate heterogeneity. A total of 208 individuals were identified, belonging to 7 genera: Hexacylloepus, Xenelmis, Phanoceroides, Neoelmis, Stegoelmis, Microcylloepus and Heterelmis. Her work clearly shows the importance of conserving habitat diversity, even on a small scale, for protecting aquatic biodiversity and ecosystem function, on which we depend.

Both Jaqueline and Gisele will present their work at the annual PIVIC/PIBIC seminar in October 2019.

Versão em português

Laboratório de Conservação da Biodiversidade e das Águas,
Universidade Federal do Pará

Com impactos cada vez maiores nos habitats de água doce, a sua conservação e gestão sustentável são, obviamente, altamente urgentes. Para ajudar a alcançar isso, precisamos identificar e quantificar com precisão a diversidade biológica e de habitats e a maneira como estas interagem e fornecem serviços ambientais que beneficiam tanto o mundo natural quanto os seres humanos. Os besouros aquáticos são importantes indicadores da diversidade e integridade do habitat de água doce. Eles são relativamente fáceis de reconhecer no campo e familiares até para não-especialistas. Muitos são predadores como adultos e larvas, mas ainda há muita diversidade funcional em besouros aquáticos, ou seja, alimentam também de vegetação, algas e detritos

Entre agosto de 2018 e julho de 2019, Gisele do Carmo Reis e Jaqueline da Conceição Souza Feitosa realizaram estudos laboratoriais e de campo sobre besouros aquáticos através do PIBIC (Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica) e do PIVIC (Programa Institucional Voluntário de Iniciação Científica), programas de bolsas de estudo e de voluntariado, respectivamente.

Jaqueline classificou e identificou todo o material de besouros na coleção de invertebrados aquáticos do laboratório para ver a diversidade de besouros que está representada lá. Gisele fez uma amostragem do substrato para besouros em micro-habitats ao longo de um gradiente de aumento de energia hidráulica em uma seção do rio Caeté e analisou sua diversidade e abundância em relação ao substrato e variáveis hidráulicas complexas.

Ambos os alunos enfrentaram dificuldades e desafios, o maior dos quais é se adaptando à nova rotina e às responsabilidades que surgem ao ser um aprendiz de pesquisa novato! Embora Jaqueline tenha iniciado seu projeto após um atraso devido à burocracia, ela conseguiu cumprir todos os seus objetivos dentro do prazo e passou seu tempo pacientemente examinando frascos de espécimes. Na verdade, Jaqueline pareceu decepcionada ao descobrir que não havia tantos espécimes de besouros a serem encontrados na coleção como havíamos previsto!

Partindo da rotina habitual de aulas, Gisele de repente se viu participando de um projeto de pesquisa envolvendo meu doutorando Diego Simeone. No entanto, com a competente co-supervisão de Diego, ela rapidamente aprendeu como atuar no campo e no laboratório. Para Gisele, o processo de aprendizagem foi muito gratificante e um momento de grande felicidade foi quando ela foi capaz de identificar um besouro sozinha.

Jaqueline revisou 375 exemplares de Coleoptera distribuídos entre as famílias Dytiscidae, Noteridae, Elmidae e Hydrophilidae. Havia 23 adultos e 352 larvas, a maioria pertencente à família Elmidae. O trabalho de Jaqueline contribuirá para melhorar o ensino de graduação e pós-graduação, bem como o envolvimento de escolas em projetos de extensão universitária.

Gisele encontrou suporte para a hipótese de que há maior diversidade de Elmidae em micro-habitats com maior energia hidráulica e maior heterogeneidade de substrato. Foram identificados 208 indivíduos, pertencentes a 7 gêneros: Hexacylloepus, Xenelmis, Phanoceroides, Neoelmis, Stegoelmis, Microcylloepus e Heterelmis. O seu trabalho mostra claramente a importância de conservar a diversidade de habitats, mesmo em pequena escala, para proteger a biodiversidade aquática e as funções dos ecossistemas, das quais dependemos.

Tanto Jaqueline quanto Gisele apresentarão seus trabalhos no seminário anual PIVIC/PIBIC em outubro de 2019.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s