A Study of the Morphology and Distribution of four Achnanthidium Kütz. Species (Bacillariophyta), Implications for Ecological Status Assessment, and Description of two New European Species

Abstract

ABSTRACT Six species of the genus Achnanthidium Kütz. with straight terminal raphe fissures including Achnanthidium caledonicum (Lange-Bert.) Lange-Bert., A. sieminskae Witkowski, Kulikowskiy & Riaux-Gob., Achnanthidium neomicrocephalum Lange-Bert. & F.Staab and Achnanthidium minutissimum (Kütz.) Czarn. were studied using light and scanning electron microscopy, and shape analysis. The type of Achnanthes microcephala f. scotica J.R.Carter (synonym: A. caledonica) and a population of A. neomicrocephalum from its type locality were investigated. Two new species, Achnanthidium tirolense sp. nov. and Achnanthidium lacuslustense sp. nov., found in two oligotrophic lakes in Germany and Austria, were described. Achnanthidium tirolense sp. nov. is distinguished by its rhombic-lanceolate valves with a slightly inflated valve centre and an acute-angled fascia on the raphe valve, and Achnanthidium lacuslustense sp. nov. by its large capitate poles, broad fascia on the raphe valve and strongly curved frustules. The distribution of A. caledonicum, A. sieminskae, A. neomicrocephalum and A. minutissimum in relation to land use and their species associations were investigated in 52 rivers, streams, and lakes of Scotland. Achnanthidium sieminskae, A. caledonicum, and A. neomicrocephalum were found in areas with low human impact where seminatural vegetation was dominant. The latter two species are typical in mountainous areas. In contrast, A. minutissimum sensu stricto was found in locations where human impact was greater. Although further data are required to determine which environmental variables underlie these distributions, our results suggest that the treatment of these species should be revised in ecological status assessments, and taxa aggregated under A. minutissimum sensu lato should be distinguished in ecological and biogeographical studies. RÉSUMÉ Étude de la morphologie et de la distribution de quatre espèces d'Achnanthidium Kütz. (Bacillariophyta), implications pour l'évaluation de l'état écologique, et description de deux espèces nouvelles européennes. Six espèces du genre Achnanthidium Kütz. à fissure terminale droite du raphé incluant Achnanthidium caledonicum (Lange-Bert.) Lange-Bert., A. sieminskae Witkowski, Kulikovskiy & Riaux-Gob., A. neomicrocephalum Lange-Bert. & F.Staab et A. minutissimum (Kütz.) Czarn. ont été étudiées en utilisant microscopie optique, microscopie électronique à balayage et analyse de forme. Le type d'Achnanthes microcephala f. scotica J.R.Carter (synonyme: A. caledonica) et une population d'A. neomicrocephalum provenant de sa localité type ont été étudiés. Deux espèces nouvelles, Achnanthidium tirolense sp. nov. et A. lacuslustense sp. nov., observées dans deux lacs oligotrophes en Allemagne et Autriche, ont été décrites. Achnanthidium tirolense sp. nov. se distingue des autres espèces du genre par ses valves rhombiques-lancéolées avec un centre valvaire légèrement gonflé et un fascia à angle aigu sur la valve du raphé, et Achnanthidium lacuslustense sp. nov. par ses grands pôles capités, un large fascia sur la valve du raphé et des frustules fortement incurvés. La distribution de A. caledonicum, A. sieminskae, A. neomicrocephalum et A. minutissimum en relation avec l'utilisation des terres et leurs associations d'espèces ont été étudiées dans 52 rivières, ruisseaux et lacs d'Écosse. Achnanthidium sieminskae, A. caledonicum et A. neomicrocephalum ont été recoltées dans des zones à faible impact humain où une végétation semi-naturelle dominait. Ces deux dernières espèces sont typiques des régions montagneuses. En revanche, A. minutissimum sensu stricto a été recoltée dans des endroits avec un impact humain plus important. Bien que des données supplémentaires soient nécessaires pour identifier les variables environnementales qui déterminent ces distributions, nos résultats suggèrent que l'identité taxonomique de ces espèces devrait être révisée dans les systèmes de bio-indication, et que les taxons groupés sous le nom d'A. minutissimum sensu lato devraient être séparés dans les études écologiques et biogéographiques.