Abstract A comprehensive database of paleoclimate records is needed to place recent warming into the longer-term context of natural climate variability. We present a global compilation of quality-controlled, published, temperature-sensitive proxy records extending back 12,000 years through the Holocene. Data were compiled from 679 sites where time series cover at least 4000 years, are resolved at sub-millennial scale (median spacing of 400 years or finer) and have at least one age control point every 3000 years, with cut-off values slackened in data-sparse regions. The data derive from lake sediment (51%), marine sediment (31%), peat (11%), glacier ice (3%), and other natural archives. The database contains 1319 records, including 157 from the Southern Hemisphere. The multi-proxy database comprises paleotemperature time series based on ecological assemblages, as well as biophysical and geochemical indicators that reflect mean annual or seasonal temperatures, as encoded in the database. This database can be used to reconstruct the spatiotemporal evolution of Holocene temperature at global to regional scales, and is publicly available in Linked Paleo Data (LiPD) format.

Owing to a long history of anthropogenic pressures, freshwater ecosystems are among the most vulnerable to biodiversity loss1. Mitigation measures, including wastewater treatment and hydromorphological restoration, have aimed to improve environmental quality and foster the recovery of freshwater biodiversity2. Here, using 1,816 time series of freshwater invertebrate communities collected across 22 European countries between 1968 and 2020, we quantified temporal trends in taxonomic and functional diversity and their responses to environmental pressures and gradients. We observed overall increases in taxon richness (0.73% per year), functional richness (2.4% per year) and abundance (1.17% per year). However, these increases primarily occurred before the 2010s, and have since plateaued. Freshwater communities downstream of dams, urban areas and cropland were less likely to experience recovery. Communities at sites with faster rates of warming had fewer gains in taxon richness, functional richness and abundance. Although biodiversity gains in the 1990s and 2000s probably reflect the effectiveness of water-quality improvements and restoration projects, the decelerating trajectory in the 2010s suggests that the current measures offer diminishing returns. Given new and persistent pressures on freshwater ecosystems, including emerging pollutants, climate change and the spread of invasive species, we call for additional mitigation to revive the recovery of freshwater biodiversity.

Abstract The fundamental value of universal nomenclatural systems in biology is that they enable unambiguous scientific communication. However, the stability of these systems is threatened by recent discussions asking for a fairer nomenclature, raising the possibility of bulk revision processes for “inappropriate” names. It is evident that such proposals come from very deep feelings, but we show how they can irreparably damage the foundation of biological communication and, in turn, the sciences that depend on it. There are four essential consequences of objective codes of nomenclature: universality, stability, neutrality, and transculturality. These codes provide fair and impartial guides to the principles governing biological nomenclature and allow unambiguous universal communication in biology. Accordingly, no subjective proposals should be allowed to undermine them.

Abstract Freshwater macroinvertebrates are a diverse group and play key ecological roles, including accelerating nutrient cycling, filtering water, controlling primary producers, and providing food for predators. Their differences in tolerances and short generation times manifest in rapid community responses to change. Macroinvertebrate community composition is an indicator of water quality. In Europe, efforts to improve water quality following environmental legislation, primarily starting in the 1980s, may have driven a recovery of macroinvertebrate communities. Towards understanding temporal and spatial variation of these organisms, we compiled the TREAM dataset (Time seRies of European freshwAter Macroinvertebrates), consisting of macroinvertebrate community time series from 1,816 river and stream sites (mean length of 19.2 years and 14.9 sampling years) of 22 European countries sampled between 1968 and 2020. In total, the data include >93 million sampled individuals of 2,648 taxa from 959 genera and 212 families. These data can be used to test questions ranging from identifying drivers of the population dynamics of specific taxa to assessing the success of legislative and management restoration efforts.

More than half of the world's rivers dry up periodically, but our understanding of the biological communities in dry riverbeds remains limited. Specifically, the roles of dispersal, environmental filtering and biotic interactions in driving biodiversity in dry rivers are poorly understood. Here, we conduct a large-scale coordinated survey of patterns and drivers of biodiversity in dry riverbeds. We focus on eight major taxa, including microorganisms, invertebrates and plants: Algae, Archaea, Bacteria, Fungi, Protozoa, Arthropods, Nematodes and Streptophyta. We use environmental DNA metabarcoding to assess biodiversity in dry sediments collected over a 1-year period from 84 non-perennial rivers across 19 countries on four continents. Both direct factors, such as nutrient and carbon availability, and indirect factors such as climate influence the local biodiversity of most taxa. Limited resource availability and prolonged dry phases favor oligotrophic microbial taxa. Co-variation among taxa, particularly Bacteria, Fungi, Algae and Protozoa, explain more spatial variation in community composition than dispersal or environmental gradients. This finding suggests that biotic interactions or unmeasured ecological and evolutionary factors may strongly influence communities during dry phases, altering biodiversity responses to global changes. Over half the world's rivers dry periodically, yet little is known about the biological communities in dry riverbeds. This study examines biodiversity across 84 non-perennial rivers in 19 countries using DNA metabarcoding. It finds that nutrient availability, climate and biotic interactions influence the biodiversity of these dry environments.

Abstract Exposure to synthetic chemicals, such as pesticides and pharmaceuticals, affects freshwater communities at broad spatial scales. This risk is commonly managed in a prospective environmental risk assessment (ERA). Relying on generic methods, a few standard test organisms, and safety factors to account for uncertainty, ERA determines concentrations that are assumed to pose low risks to ecosystems. Currently, this procedure neglects potential variation in assemblage sensitivity among ecosystem types and recommends a single low-risk concentration for each compound. Whether systematic differences in assemblage sensitivity among ecosystem types exist or their size, are currently unknown. Elucidating spatial patterns in sensitivity to chemicals could therefore enhance ERA precision and narrow a fundamental knowledge gap in ecology, the Hutchinsonian shortfall. We analyzed whether taxonomic turnover between field-sampled macroinvertebrate assemblages of different broad river types across Europe results in systematic differences in assemblage sensitivity to copper and imidacloprid. We used an extensive database of macroinvertebrate assemblage compositions throughout Europe and employed a hierarchical species sensitivity distribution model to predict the concentration that would be harmful to 5% of taxa (HC 5 ) in each assemblage. Predicted $$H{C}_{5}$$ H C 5 values varied over several orders of magnitude. However, variation within the 95% highest density intervals remained within one order of magnitude. Differences between the river types were minor for imidacloprid and only slightly higher for copper. The largest difference between river-type-specific median $$H{C}_{5}$$ H C 5 values was a factor of 3.1. This level of variation is below the assessment factors recommended by the European Food Safety Authority and therefore would be captured in the current ERA for plant protection products. We conclude that the differences in taxonomic composition between broad river types translate into relatively small differences in macroinvertebrate assemblage sensitivity toward the evaluated chemicals at the European scale. However, systematic differences in bioavailability and multi-stressor context were not evaluated and might exacerbate the differences in the ecological effects of chemicals among broad river types in real-world ecosystems.

Abstract Motivation: Dispersal is an essential process in population and community dynamics but is difficult to measure in the field. In freshwater systems, relevant information on the dispersal of many taxa remains scattered or unpublished, and biological traits related to organisms morphology, life history and behaviour offer useful dispersal proxies. We compiled information on selected dispersal-related biological traits of European aquatic macroinvertebrates in a unique source: the DISPERSE database. Information within DISPERSE can be used to address fundamental questions in metapopulation ecology, metacommunity ecology, macroecology, and eco-evolutionary research. From an applied perspective, the consideration of dispersal proxies can also improve predictions of ecological responses to global change, and contribute to more effective biomonitoring and conservation management strategies. Main types of variable contained: Selected macroinvertebrate dispersal-related biological traits: maximum body size, adult female wing length, adult wing pair type, adult life span, number of reproductive cycles per year, lifelong fecundity, dispersal mode (i.e. active, passive, aquatic, aerial), and propensity to drift. Spatial location: Europe. Time period: Taxa considered are extant with recent records. Most data were collected in the 20th century and in the period 2000-2019. Major taxa and level of measurement: Aquatic macroinvertebrates from riverine and lacustrine ecosystems, including Mollusca, Annelida, Platyhelminthes, and Arthropoda such as Crustacea and Insecta. For Insecta, aquatic stages and the aerial (i.e. flying) phases of adults were considered separately. Genus-level taxonomic resolution used, except for some Annelida and Diptera, which are coded at the sub-class, family or sub-family level. In total, the database includes 39 trait categories grouped into nine dispersal-related traits for 480 taxa. Software format: The data file is in Excel workbook.