Effect of environmental and spatial factors on small-sized fish assemblages in a tropical river / Efeito de fatores ambientais e espaciais sobre assembléias de peixes de pequeno porte em um rio tropical

The river continuum concept predicts that gradual changes in river geomorphology and hydrology can drive longitudinal changes in aquatic community structure. Accordingly, we evaluated how environmental variables (electrical conductivity, pH, water transparency and water velocity), spatial factors (distance from headwaters and Morans eigen vector maps - MEMs), and the presence of dams affect small-sized fish assemblages along a 105-km stretch of the upper Branco River, a tributary in the Madeira River, Amazonas Basin, Brazil. Seine-net based collections were carried out at 15 sites up- and downriver from dams during the 2019 dry season. We captured a total of 4,330 individual fish belonging to three orders, nine families and 26 species (and a hybrid individual). Electrical conductivity and pH were affected by the presence of dams and the distance from headwaters. Species richness and abundance did not vary in response to environmental variables. While species richness showed no significant variation along the sampled river section, abundance showed a negative relationship with distance from headwaters. Species composition varied significantly in response to pH, linear spatial factors and the presence of dams. Our results suggest that change in species composition of small-sized fish assemblages in the upper Branco River occurs due to variation in water characteristics, inherent dispersal limitation, and in response to the presence of dams.(AU)

O conceito de rio continuo prediz que mudanças graduais na geomorfologia e hidrologia de um rio podem causar mudanças longitudinais na estrutura de comunidades aquáticas. Nesse contexto, avaliamos como variáveis ambientais (condutividade elétrica, pH, transparência e velocidade da água), fatores espaciais (distância da cabeceira e Morans eigen vector maps - MEMs) e presença de barragens afetam as assembleias de peixes de pequeno porte ao longo de um trecho de 105 km do alto Rio Branco, um tributário do Rio Madeira, bacia Amazônica, Brasil. Coletas com rede de arrasto foram realizadas em 15 pontos a jusante e montante de barragens durante a estação seca de 2019. Capturamos um total de 4.330 indivíduos, distribuídos em três ordens, nove famílias e 26 espécies (e um indivíduo híbrido). Condutividade elétrica e pH foram afetados significativamente pela presença de barragens e pela distância da cabeceira. A riqueza de espécies e a abundância não variaram em função das variáveis ambientais. Ao contrário da riqueza de espécies, que não variou ao longo do trecho amostrado, a abundância apresentou uma relação negativa com a distância da cabeceira. A composição de espécies variou significativamente em resposta ao pH, a fatores espaciais lineares e à presença de barragens. Nossos resultados sugerem que a mudanças na composição de espécies de peixes de pequeno porte no alto Rio Branco ocorre devido à variação em características da água, em função da limitação na dispersão inerente das espécies e em resposta à presença de barragens.(AU)

Dinâmica do recrutamento de peixes migradores no médio e alto rio Uruguai, Brasil

O recrutamento é um evento de grande variação espaço-temporal para os peixes migradores dos rios neotropicais. Isso porque seus ovos, larvas e juvenis lidam com chances fortuitas de alcançar habitats adequados para o desenvolvimento inicial. Neste contexto, os objetivos desta tese foram (1) identificar áreas de desova e recrutamento (e de conectividade) de peixes migradores, (2) determinar a efetividade do recrutamento de peixes migradores em uma de área reservatório hidrelétrico no alto rio Uruguai e (3) determinar fatores abióticos que influenciam o recrutamento de peixes migradores no médio e alto rio Uruguai. As espécies alvo deste estudo foram as migradoras: Megaleporinus obtusidens, Salminus brasiliensis e Prochilodus lineatus. Amostragens de ictioplâncton e de juvenis foram realizadas em dois anos reprodutivos (2015-2016 e 2016-2017), nos meses de novembro (primavera) e março (verão). As amostragens foram realizadas em quatro trechos do alto e médio rio Uruguai e em quatro excursões, o que gerou 160 amostras de juvenis e 64 de ictioplâncton. A partir dos estágios de desenvolvimento ontogenético das larvas e a captura de juvenis foram presumidas áreas de desova e recrutamento de peixes migradores, respectivamente. Modelos Lineares Generalizados (GLMs) foram utilizados para verificar a influência de fatores ambientais sobre a dinâmica do recrutamento de migradores. No reservatório, as alterações hidrológicas limitam o recrutamento de peixes migradores e no trecho livre se estabelece uma conectividade entre áreas de desova e de recrutamento, no médio Uruguai. Esta conectividade parece obedecer a um gradiente de altitude, indo ao encontro do conceito do rio contínuo. O recrutamento foi influenciado pela densidade de drenagem, com maior abundância de juvenis em um trecho de inundação. O fenômeno El Niño aumentou a vazão do rio Uruguai, trazendo respostas positivas de status corpóreo para os juvenis de migradores. Portanto, as estratégias de conservação para estas espécies são evitar a fragmentação da conectividade desova-recrutamento de peixes migradores no alto e médio rio Uruguai e conservar as áreas berçários do médio rio Uruguai. Além disso, a vazão e o nível podem potencializar o recrutamento de peixes e de migradores no rio Uruguai.

Recruitment is an event of great spatio-temporal variation for migratory fish of the Neotropical rivers. This is because their eggs, larvae and juveniles deal with fortuitous chances of reaching suitable habitats for initial development. In this context, the objectives of this thesis were (1) to identify areas of spawning and recruitment (and connectivity), (2) to determine the effectiveness of the recruitment of migratory fishes in dam reservoir area in the upper Uruguay River and (3) to determine abiotic factors that influence the recruitment of migratory fish in the middle and upper Uruguay River. The target species of this study were the migratory species: Megaleporinus obtusidens, Salminus brasiliensis and Prochilodus lineatus. Sampling of ichthioplankton and juveniles was carried out in two reproductive years (2015-2016 and 2016-2017), in November (spring) and March (summer). The samples were taken in four stretches of upper and middle Uruguay and in four field trips, which generated 160 samples of juveniles and 64 samples of ichthyoplankton. From the ontogenetic development stages of the larvae and the capture of juveniles, spawning and recruitment areas of migratory fish were presumed, respectively. Generalized Linear Models (GLMs) were used to verify the influence of environmental factors on the recruitment dynamics of migratory fish. In the reservoir, the hydrological alterations limit the recruitment of migratory fish and in the free stretch a connectivity is established between spawning and recruitment areas in the middle Uruguay. This connectivity seems to obey an altitude gradient, meeting the river continuum concept. Recruitment was influenced by drainage density, with greater abundance of juveniles in a flood section. The El Niño phenomenon increased the flow of the Uruguay River, bringing positive responses of corporeal status to the migratory juveniles. Therefore, the conservation strategies for these species are to avoid the fragmentation of the spawning-recruitment connectivity of migratory fish in the upper and middle Uruguay river and to conserve the nursery areas of the middle Uruguay river. In addition, the flow and level may enhance the recruitment of migratory fish in the Uruguay River.

Longitudinal use of feeding resources and distribution of fish trophic guilds in a coastal Atlantic stream, southern Brazil

This study described the use of food resources and the distribution of fish trophic guilds along the longitudinal gradient of a coastal Atlantic stream, southern Brazil. Allochthonous resources (terrestrial insects) predominated in the headwaters, whereas autochthonous food items (algae, fish) and detritus predominated in the mouth section. Detritivorous, aquaticinvertivorous, and terrestrial- and aquatic-insectivorous species occurred throughout the gradient, while omnivorous and piscivorous in the headwaters and middle stretches, respectively, and herbivorous in the middle and mouth. Detritivores and aquatic-insectivores were significantly more specialized than the other guilds, however, there was no evidence of a longitudinal increase in trophic specialization. Density and biomass of aquatic-invertivores and aquatic-insectivores decreased, whereas that of detritivores increased longitudinally. The distribution of trophic guilds was significantly associated with the stream section, where aquatic and terrestrial insectivorous were more frequent in rocky and flowed stretches from the headwater and detritivores in deeper environments with finer particles of substrate from the mouth. This suggests that fish assemblages in coastal streams with a steep longitudinal gradient may follow patterns in the use of food resources according with the food availability along the river, as predicted by the River Continuum Concept.(AU)

Este estudo descreve o uso dos recursos alimentares e a distribuição das guildas tróficas de peixes ao longo do gradiente longitudinal de um riacho da encosta Atlântica, Sul do Brasil. Recursos alóctones (insetos terrestres) foram consumidos com maior frequência na cabeceira, entretanto, recursos de origem autóctone (algas, peixes) e detritos foram mais frequentemente registrados na foz. Espécies detritívoras, invertívoras aquáticas, insetívoras terrestres e aquáticas ocorreram ao longo de todo gradiente, enquanto que as onívoras e piscívoras na cabeceira e meio, respectivamente, e herbívoras no meio e foz. Detritívoras e insetívoras aquáticas foram significativamente mais especializadas em relação às demais guildas; entretanto, não houve nenhuma evidência de aumento longitudinal da especialização trófica. A densidade e a biomassa de invertívoras e insetívoras aquáticas diminuíram, enquanto que das detritívoras aumentaram no sentido cabeceira-foz. A distribuição das guildas tróficas foi significativamente associada com a secção do riacho, onde insetívoras aquáticas e terrestres foram mais frequentes em trechos rochosos e de elevado fluxo da cabeceira, enquanto que detritívoras em ambientes mais profundos com partículas finas de substrato da foz. Tais resultados sugerem que assembleias de peixes de riachos tropicais de encosta, os quais apresentam acentuado gradiente longitudinal, podem seguir padrões de uso dos recursos alimentares de acordo com a disponibilidade alimentar ao longo do rio, como previstos no Conceito de Continuidade de Rios.(AU)

Distribuição espacial das guildas tróficas e estruturação da comunidade de Ephemeroptera (Insecta) em córregos do Cerrado de Mato Grosso, Brasil

We analyzed the structure of the functional feeding groups of Ephemeroptera in five different types of substrates (litter in riffles, backwater litter, wood, stones and roots) from first to fifth orders at the Pindaíba River basin, state of Mato Grosso, Brazil. We also studied the specificity and frequency of the organism, and if the functional approach reflects changes within the community through ordination analysis. Our results assemble information about the functional classification of mayfly nymphs and show that scrapers were the most abundant, and gathering - collectors are the more diverse. Third order streams were the most richest and most abundant while functional feeding group distribution corroborated the predictions of The River Continuum Concept. Besides, communities were much more taxonomically structured than functionally structured. This fact underlies the importance of the biology of organisms, and not only the functional feeding group, for substrate selection. The preference of some genera for specific substrates confirms this value.

Analisamos a estrutura dos grupos funcionais alimentares de Ephemeroptera em cinco tipos de substratos (folhiço em corredeira, folhiço em remanso, madeira, pedras e raízes) de trechos de primeira a quinta ordens da bacia do rio Pindaíba, estado do Mato Grosso, Brasil. Verificamos, ainda, a preferência de táxons por substratos específicos através da especificidade e frequência dos organismos, e se a abordagem funcional reflete as variações dentro da comunidade. Nossos resultados agregam informações a respeito da classificação funcional dos efemerópteros e mostram que os raspadores foram os mais abundantes e os coletores-apanhadores comportam uma maior riqueza de táxons. Os córregos de terceira ordem foram os mais ricos e abundantes enquanto que as distribuições dos grupos funcionais alimentares corroboram as predições do Conceito do Continuum fluvial. Além disso, as comunidades estudadas foram muito mais estruturadas taxonomicamente do que funcionalmente. Esse fato atesta a importância da biologia dos organismos para a seleção dos substratos. A preferência de alguns gêneros por substrato específico corrobora esta importância.

Distribuição espacial das guildas tróficas e estruturação da comunidade de Ephemeroptera (Insecta) em córregos do Cerrado de Mato Grosso, Brasil

We analyzed the structure of the functional feeding groups of Ephemeroptera in five different types of substrates (litter in riffles, backwater litter, wood, stones and roots) from first to fifth orders at the Pindaíba River basin, state of Mato Grosso, Brazil. We also studied the specificity and frequency of the organism, and if the functional approach reflects changes within the community through ordination analysis. Our results assemble information about the functional classification of mayfly nymphs and show that scrapers were the most abundant, and gathering - collectors are the more diverse. Third order streams were the most richest and most abundant while functional feeding group distribution corroborated the predictions of The River Continuum Concept. Besides, communities were much more taxonomically structured than functionally structured. This fact underlies the importance of the biology of organisms, and not only the functional feeding group, for substrate selection. The preference of some genera for specific substrates confirms this value.

Analisamos a estrutura dos grupos funcionais alimentares de Ephemeroptera em cinco tipos de substratos (folhiço em corredeira, folhiço em remanso, madeira, pedras e raízes) de trechos de primeira a quinta ordens da bacia do rio Pindaíba, estado do Mato Grosso, Brasil. Verificamos, ainda, a preferência de táxons por substratos específicos através da especificidade e frequência dos organismos, e se a abordagem funcional reflete as variações dentro da comunidade. Nossos resultados agregam informações a respeito da classificação funcional dos efemerópteros e mostram que os raspadores foram os mais abundantes e os coletores-apanhadores comportam uma maior riqueza de táxons. Os córregos de terceira ordem foram os mais ricos e abundantes enquanto que as distribuições dos grupos funcionais alimentares corroboram as predições do Conceito do Continuum fluvial. Além disso, as comunidades estudadas foram muito mais estruturadas taxonomicamente do que funcionalmente. Esse fato atesta a importância da biologia dos organismos para a seleção dos substratos. A preferência de alguns gêneros por substrato específico corrobora esta importância.

Composition and structure of fish assemblage from Passa Cinco stream, Corumbataí river sub-basin, SP, Brazil

The aim of this work was to determine the composition of the fish assemblage of Passa Cinco stream and verify changes in their structure on the altitudinal gradient. Six samples were performed at five different sites in Passa Cinco stream (from the headwater, at order two, to its mouth, at order six), using an electric fishery equipment and gill nets in May, July, September and November of 2005 and January and March of 2006. The indices of Shannon's diversity, Pielou's evenness and Margalef's richness were quantified separately considering the different fishery equipment (nets versus electric fishery equipment). An ANOVA was used to compare samples collected in relation to values of abundance, diversity, evenness and richness. The representativeness of the species was summarised by their average values of abundance and weight. We captured 5082 individuals distributed into 61 species. We observed a trend of increasing diversity, richness and evenness of species from site 1 to 3, with further decrease in sites 4 and 5. The values found for habitat diversity also followed this pattern. Significant differences were found for all three indices considering the electric fishery samples. For individuals caught with nets, only the richness index showed a significant difference. Characidium aff. zebra was an important species in the headwater and transition sites and Hypostomus strigaticeps in middle-lower course sites. Despite the small extension of the Passa Cinco stream, environments structurally well defined were evidenced by the species distribution and assemblage composition along the gradient.

O objetivo desse trabalho foi determinar a composição da assembleia de peixes do Rio Passa Cinco, além de verificar alterações em sua estrutura em função do gradiente altitudinal. Foram realizadas seis amostragens em cinco pontos distintos no Rio Passa Cinco (contemplando trechos de ordem dois, três, quatro, cinco e seis), fazendo uso de pesca elétrica e redes de espera, nos meses de maio, julho, setembro e novembro de 2005 e janeiro e março de 2006. Os índices de diversidade de Shannon, equidade de Pielou e riqueza de Margalef foram quantificados separadamente, considerando as diferentes artes de pesca (redes versus pesca elétrica). Foi utilizada a ANOVA para comparar os pontos de coleta quanto aos valores médios de abundância, diversidade, equidade e riqueza. A representatividade das espécies foi resumida pelos seus valores médios de abundância e peso. Foram capturados 5082 indivíduos distribuídos em 61 espécies. Foi observada uma tendência de aumento de diversidade, riqueza e equidade das espécies do ponto 1 ao 3, com posterior queda nos pontos 4 e 5, indo ao encontro com os valores de diversidade de habitat, que também seguiram esse padrão. Foram encontradas diferenças significativas para os três índices considerando as amostras de pesca elétrica. Para os indivíduos capturados com redes, apenas o índice de riqueza apresentou diferença significativa. Characidium aff. zebra foi uma espécie importante nos trechos de cabeceira e transição, e Hypostomus strigaticeps nos trechos de médio-baixo curso. Apesar da pequena extensão do Rio Passa Cinco, ambientes estruturalmente bem definidos foram evidenciados pela distribuição das espécies e pela composição da assembleia ao longo do gradiente.

Composition and structure of fish assemblage from Passa Cinco stream, Corumbataí river sub-basin, SP, Brazil / Composição e estrutura da assembleia de peixes do Rio Passa Cinco, sub-bacia do rio Corumbataí, São Paulo, Brasil

The aim of this work was to determine the composition of the fish assemblage of Passa Cinco stream and verify changes in their structure on the altitudinal gradient. Six samples were performed at five different sites in Passa Cinco stream (from the headwater, at order two, to its mouth, at order six), using an electric fishery equipment and gill nets in May, July, September and November of 2005 and January and March of 2006. The indices of Shannon's diversity, Pielou's evenness and Margalef's richness were quantified separately considering the different fishery equipment (nets versus electric fishery equipment). An ANOVA was used to compare samples collected in relation to values of abundance, diversity, evenness and richness. The representativeness of the species was summarised by their average values of abundance and weight. We captured 5082 individuals distributed into 61 species. We observed a trend of increasing diversity, richness and evenness of species from site 1 to 3, with further decrease in sites 4 and 5. The values found for habitat diversity also followed this pattern. Significant differences were found for all three indices considering the electric fishery samples. For individuals caught with nets, only the richness index showed a significant difference. Characidium aff. zebra was an important species in the headwater and transition sites and Hypostomus strigaticeps in middle-lower course sites. Despite the small extension of the Passa Cinco stream, environments structurally well defined were evidenced by the species distribution and assemblage composition along the gradient.

O objetivo desse trabalho foi determinar a composição da assembleia de peixes do Rio Passa Cinco, além de verificar alterações em sua estrutura em função do gradiente altitudinal. Foram realizadas seis amostragens em cinco pontos distintos no Rio Passa Cinco (contemplando trechos de ordem dois, três, quatro, cinco e seis), fazendo uso de pesca elétrica e redes de espera, nos meses de maio, julho, setembro e novembro de 2005 e janeiro e março de 2006. Os índices de diversidade de Shannon, equidade de Pielou e riqueza de Margalef foram quantificados separadamente, considerando as diferentes artes de pesca (redes versus pesca elétrica). Foi utilizada a ANOVA para comparar os pontos de coleta quanto aos valores médios de abundância, diversidade, equidade e riqueza. A representatividade das espécies foi resumida pelos seus valores médios de abundância e peso. Foram capturados 5082 indivíduos distribuídos em 61 espécies. Foi observada uma tendência de aumento de diversidade, riqueza e equidade das espécies do ponto 1 ao 3, com posterior queda nos pontos 4 e 5, indo ao encontro com os valores de diversidade de habitat, que também seguiram esse padrão. Foram encontradas diferenças significativas para os três índices considerando as amostras de pesca elétrica. Para os indivíduos capturados com redes, apenas o índice de riqueza apresentou diferença significativa. Characidium aff. zebra foi uma espécie importante nos trechos de cabeceira e transição, e Hypostomus strigaticeps nos trechos de médio-baixo curso. Apesar da pequena extensão do Rio Passa Cinco, ambientes estruturalmente bem definidos foram evidenciados pela distribuição das espécies e pela composição da assembleia ao longo do gradiente.

Influence of the riparian zone phytophysiognomies on the longitudinal distribution of fishes: evidence from a Brazilian savanna stream

The structure and composition of a fish community in a tributary stream of the Aquidauana River, located in the plateau region of the Paraguay River basin, central west Brazil are described, with special attention to the differential effects of the phytophysiognomies of the Cerrado (a tropical savanna), which are predominant in riparian zones all along their longitudinal gradient. A total of 1,166 individuals belonging to 44 species were captured. Similarity analyses of composition and abundance showed two groups: upstream reaches (R1 and R2) and downstream reaches (R3, R4 and R5), which presented 85.8 percent of the average dissimilarity. Although physical habitat and physicochemical descriptors varied along the longitudinal gradient of the Correntes stream, shoreline vegetation was the most important environmental feature predicting fish structure and composition. The Mantel test revealed a correlation between shoreline vegetation structure and fish composition and quantitative structure of the fish community (R > 0.65; p < 0.04). This relationship is driven by the prevalence of species occupying microhabitats associated with shoreline vegetation in contact with water in upstream reaches. Structural differences in shoreline vegetation along the longitudinal gradient correspond to the phytophysiognomic dichotomy observed in the Correntes stream, where riparian vegetation is made up of wet grassland upstream and of gallery forest downstream; this reinforces the importance of the phytophysiognomic heterogeneity of the Cerrado in maintaining ichthyofauna diversity.(AU)

São descritas a estrutura e composição da comunidade de peixes em um riacho afluente do rio Aquidauana, localizado na região planáltica da bacia do rio Paraguai, centro-oeste do Brasil, com atenção especial aos efeitos diferenciais das fitofisionomias de Cerrado predominantes nas zonas ripárias ao longo do seu gradiente longitudinal. Foram capturados 1.166 indivíduos pertencentes a 44 espécies. As análises de similaridade com a composição e abundância evidenciaram dois grupos: os trechos a montante (R1 e R2) e trechos a jusante (R3, R4 e R5), os quais apresentaram 85,8 por cento de dissimilaridade média. Embora os descritores fisico-químicos e do habitat físico tenham variado ao longo do gradiente longitudinal do córrego Correntes, a vegetação marginal foi o componente ambiental mais importante predizendo a estrutura e composição da ictiofauna. O teste de Mantel revelou correlação entre a estrutura da vegetação marginal com a composição e estrutura quantitativa da comunidade de peixes (R > 0.65; p < 0.04). Essa relação é representada pela prevalência de espécies que exploram micro-habitats associados à vegetação marginal em contato com a água nos trechos a montante. As diferenças na estrutura da vegetação marginal ao longo do gradiente longitudinal correspondem à dicotomia fitofisionômica observada no córrego Correntes, cuja vegetação marginal é constituída de campos úmidos à montante e por fisionomias florestais nos trechos à jusante, reforçando a importância da heterogeneidade fitofisionomica do Cerrado brasileiro para a manutenção da diversidade ictiofaunística.(AU)