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Biography and ecology of neotropical freshwater insects, especially those from running waters

MPS-Authors
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Illies,  Joachim
Limnological River Station Schlitz, Max Planck Institute for Limnology, Max Planck Institute for Evolutionary Biology, Max Planck Society;

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Citation

Illies, J. (1969). Biography and ecology of neotropical freshwater insects, especially those from running waters. In E.-J. Fittkau, J. Illies, H. Klinge, G. H. Schwabe, & H. Sioli (Eds.), Biogeography and Ecology in South America (pp. 685-708). The Hague: Dr. W Junk N.V.


Cite as: http://hdl.handle.net/11858/00-001M-0000-000F-CEA1-1
Abstract
Summary Insects frorn running waters are of special interest for the study of the intrinsic biogeographical and ecological situation of the Continent of South-America. Dealing with the aquatic Insects of this region, we distinguish two groups, i.e. the cool-adapted group of the mountainous streams and torrents (rhithron) and the warm-adapted group of the water bodies of the tropical plains (potamon). Cool-adapted, oligostenothermic groups reveal a rather rich set of biotypes (`Lebensformtypen' in the meaning of REMANE) and are to be found in three mountainous areas, in which they occur in endemic genera which are equivalent representatives of the respective biotypes. The continent, thus, is divided into three biogeographical regions (see fig. 2). Concerning the geographical provenance, we distinguish two types: paleo-antarctic elements, i.e. old inhabitants of a formerly connected region (embracing South-America, Australia-New Zealand and Antarctica), and nearctic elements, which in late Tertiary or even later invaded the neotropical biocenoses from the North (see fig. 5). The degree of differentiation on the species-level is regular and matches the poor chances of isolation which the geomorphological structures of South-America offered during the glaciations. (Comparing the degree of differenciation on species-level between the two continents of Europe and South-America, a rather hypernormal rate of saturation within European biocenoses is evident, as seen in fig. 7). The extension of the respective ecological niches is large; in flight-period as well as in choice of habitat the species are less narrowly placed than in over-saturated biocenoses. Warm-adapted, polystenothermic groups are to be found in all types of running water in the vast area of the Neotropical plains. They show an enormous degree of differentiation on the species-level. Because of the hundreds of species in many genera of these groups, the systematic study is yet in a rather preliminary stage and makes it impossible till now to ascertain the biogeographic infrastructure of the region, judging from the hydro-entomological point of view. The groups mainly belong to the cosmopolitic assemblage of pan-tropic warm-water insects, but some of them are in special relation to one or the other of the neighbouring continents, too. Some physiographic peculiarities of the region (e.g. lack of nutrients) are due to a certain lack in usual biotypes. On the other hand strange adaptations to extreme ecological conditions are to be observed, as in the niche of the micro-triptoneaters (see fig. 10). Zusammenfassung Die Wasserinsekten sind als Bestandteil der limnischen Fauna von allgemeiner Bedeutung für das Verständnis der biogeographischen Gliederung und ökologischen Situation des südamerikanischen Kontinents. Bei der Behandlung der neotropischen Fließwasser-Entomofauna werden zwei Gruppen unterschieden, nämlich die Gebirgsbachbewohner, d.h. die kaltstenothermen Rhithron-Besiedler (cool-adapted groups) und die aquatischen Tieflandbewohner, d.h. warmstenotherme und eurytherme Potamon-Besiedler (warm-adapted groups nach Ross). Die Kaltstenothermen zeigen einen großen Reichtum an Lebensformtypen (z.B. Gattungen); stellenäquivalente endemische Gattungen führen dabei zu einer deutlichen biogeographischen Gliederung des Kontinents in drei große Gebirgsregionen (s. Fig. 2). Der geographischen Herkunft nach unterscheiden wir zwei Typen: die paläantarktischen Elemente, die sich als alte Bewohner eines ehemals zusammenhängenden Areals Südamerika-Antarktis-Australien erweisen, und die nearktischen Elemente, die als spättertiäre oder quartäre Einwanderer von Norden her in die neotropischen Biozönosen eindrangen (s. Fig. 5). Der Differenzierungsgrad auf dem Niveau der Arten ist normal und steht in Einklang mit den geringen Möglichkeiten zur Isolierung, welche die Eiszeit angesichts der geomorphologischen Struktur der Neotropis mit sich brachte. (Im Vergleich dazu erweist sich der Differenzierungsgrad der Biozönosen im europäischeu Rhithron in seinem Artenreichtum als deutlich übernormal (s. Fig. 7). Die ökologische Breite der einzelnen Nischen ist groß; sowohl in Flugzeit wie in Habitatwahl zeigen die Arten nicht so strenge Abgrenzungen gegeneinander wie in übersättigten Biozönosen. Die warmstenothermen Potamon-Besiedler sind im zusammenhängenden Areal der neotropischen Tiefebene in allen Gewässertypen anzutreffen und zeigen eine enorme Differenzierung auf dem Art-Niveau. Angesichts der nach Hunderten zählenden Arten in vielen Gattungen ist die systematische Analyse noch auf einem frühen Stadium, so daß gegenwärtig keine Aussage über die innere biogeographische Gliederung dieses Gebietes vom Standpunkt der Hydro-Entomologie möglich ist. Die Gruppen gehören größtenteils dem kosmopolitisch pantropischen Grundstock der Warmwasser-Fauna an, weisen jedoch z.T. auch engere Beziehungen zu einzelnen Nachbarkontinenten auf. Wegen der physiographischen Besonderheiten des Gebietes (z.B. Nährstoffmangel in Schwarzwässern des Amazonassystems) fehlen in manchen Gewässertypen einzelne der üblichen Lebensformtypen. Dafür treten eigenartige Adaptationen an spezielle Bedingungen auf, wie z.B. bei den Kleinst-Tripton-Fressern (s. Fig. 10).