Unraveling centric diatoms from the Caatinga: Coscinodiscophyceae and Mediophyceae in northwestern Ceará, Brazil

Abstract

The Caatinga is the largest tropical dry forest region in South America and harbors an impressive biological diversity. However, efforts in the studies of many groups of organisms, especially aquatic ones, are very small compared to other Brazilian regions. The state of Ceará stands out due to the major concentration of surface water in the semi-arid region, and the diatom flora is virtually unknown. We performed a pioneering and extensive taxonomic study on the centric diatoms from the Caatinga, documenting the morphological variation of the species found, expanding their geographic distribution, and reviewing taxonomic and nomenclatural aspects when relevant. The study was based on planktonic and periphytic samples collected in four hydrographic basins located in the northwestern region of Ceará, northeastern Brazil. Fifteen infrageneric diatom taxa were identified, described, and illustrated using light and scanning electron microscopy. Discostella stelligera was first recorded for northeastern Brazil and D. woltereckii is a new record to the country. Diminutive centric diatoms are well represented in the samples and their taxonomy is discussed. Terpsinoë musica occurred in a population with high phenotypic plasticity and we discussed the related taxonomic implications. A Caatinga é a maior região de floresta tropicalmente seca da América do Sul e abriga uma diversidade biológica impressionante. Porém, os esforços no estudo de diversos grupos de organismos, principalmente aquáticos, são muito escassos se comparados a outras regiões brasileiras. O estado do Ceará destaca-se pela grande concentração de águas superficiais no semiárido e a flora de diatomáceas é praticamente desconhecida. Realizamos um estudo taxonômico pioneiro e extenso sobre as diatomáceas cêntricas da Caatinga, documentando a variação morfológica das espécies encontradas, ampliando sua distribuição geográfica e revisando aspectos taxonômicos e nomenclaturais quando relevantes. O estudo baseou-se em amostras planctônicas e perifíticas coletadas em quatro bacias hidrográficas localizadas na região noroeste do Ceará, nordeste do Brasil. Quinze táxons de diatomáceas infra-genéricos foram identificados, descritos e ilustrados usando microscopia óptica e eletrônica de varredura. Discostella stelligera foi registrada pela primeira vez para o nordeste do Brasil e D. woltereckii é um novo registro para o país. Diatomáceas cêntricas diminutas estão bem representadas nas amostras e sua taxonomia é discutida. Terpsinoë musica ocorreu em uma população com alta plasticidade fenotípica e se discutiram as implicações taxonômicas relacionadas.