Testing the ecomorphological hypothesis in a headwater riffles fish assemblage of the rio São Francisco, southeastern Brazil

The ecomorphology of 14 fish species resident in a headwater riffles area of the São Francisco river, southeastern Brasil, was analyzed and combined with diet and feeding behavior data, previously obtained by us. The three larger species groups formed in the ecomorphological analysis were found to reflect primarily microhabitat occupation in the following manner: a) nektonic characids with compressed bodies, lateral eyes and lateral pectoral fins, with diurnal and opportunistic feeding habits (Astyanax rivularis, Bryconamericus stramineus, and Bryconamericus sp.); b) nektobenthic characiforms and siluriforms with fusiform bodies and expanded pectoral fins, including sit-and-wait characidiins, predators of aquatic insect larvae (Characidium fasciatum and Ch.zebra), as well as the algae grazing parodontids (Apareiodon ibitiensis and Parodon hilarii), and also the heptapterid and trichomycterid catfishes that practice substrate speculation and feed on benthic aquatic insect larvae (Cetopsorhamdia iheringi, Imparfinis minutus, Rhamdia quelen, and Trichomycterus sp.); c) benthic species with depressed bodies, suctorial oral discs, dorsal eyes, and horizontal pectoral fins, represented by the periphytivorous loricariid catfishes (Hisonotus sp., Harttia sp., and Hypostomus garmani). Correlation between diet and general morphology was not significant in our analysis, unless when the analyzed set included only nektonic and benthic species, indicating that the lack of correlation between these factors is most pronounced in the group of nektobenthic species. The unequivocal case of morphological convergence found between the nektobenthic Characidiinae and Parodontidae is a clear example of the integration between phylogenetic information and ecomorphology, and provides a way to objectively identify cases of morphological and adaptive convergence and divergence. Furthermore, the general congruence between the ecomorphological results and the independently obtained ecological data about the analyzed fish species in their natural environment seems to be strong evidence in favor of the proposed predictive capabilities of the ecomorphological hypothesis.

A ecomorfologia de 14 espécies de peixes residentes em um trecho de corredeiras do curso superior do rio São Francisco, sudeste do Brasil, foi analisada e combinada com dados de comportamento alimentar e dieta, previamente obtidos por nós. Os três principais agrupamentos ecomorfológicos de espécies identificados refletem a ocupação espacial de micro-hábitats da seguinte forma: a) caracídeos nectônicos com corpos comprimidos, olhos laterais e nadadeiras peitorais laterais, com hábitos noturnos e oportunistas alimentares (Astyanax rivularis, Bryconamericus stramineus e Bryconamericus sp.); b) nectobentônicos com corpos fusiformes e nadadeiras peitorais expandidas, que incluem os caracidiíneos predadores de espreita que se alimentam principalmente de larvas aquáticas bentônicas de insetos (Characidium fasciatum e Characidium zebra), parodontídeos pastadores de epilíton (Apareiodon ibitiensis e Parodon hilarii) e bagres especuladores de substratos que se alimentam principalmente de larvas aquáticas de insetos (Cetopsorhamdia iheringi, Imparfinis minutus, Rhamdia quelen e Trichomycterus sp.); c) bentônicos com corpos deprimidos, lábios modificados em discos orais suctorias, olhos dorsais e nadadeiras peitorais amplas, representados pelos cascudos perifitívoros (Hisonotus sp., Harttia sp. e Hypostomus garmani). Correlação entre dieta e morfologia geral não foi significative em nossa análise, a não ser quando o conjunto analisado incluiu apenas as espécies nectônicas e bentônicas, indicando que a ausência de correlação entre esses fatores é mais pronunciada no grupo de espécies nectobentônicas. A constatação do caso ineqüívoco de convergência morfológica entre os Characidiinae e Parodontidae nectobentônicos é um claro exemplo de como a integração da informação filogenética com a ecomorfologia pode identificar objetivamente casos de convergência e divergência adaptativa. Finalmente, a congruência entre os resultados ecomorfológicos com aqueles obtidos independentemente sobre a ecologia das espécies estudadas em seu ambiente natural parece ser uma forte evidência em favor do proposto valor preditivo da hipótese ecomorfológica.

Testing the ecomorphological hypothesis in a headwater riffles fish assemblage of the rio São Francisco, southeastern Brazil

The ecomorphology of 14 fish species resident in a headwater riffles area of the São Francisco river, southeastern Brasil, was analyzed and combined with diet and feeding behavior data, previously obtained by us. The three larger species groups formed in the ecomorphological analysis were found to reflect primarily microhabitat occupation in the following manner: a) nektonic characids with compressed bodies, lateral eyes and lateral pectoral fins, with diurnal and opportunistic feeding habits (Astyanax rivularis, Bryconamericus stramineus, and Bryconamericus sp.); b) nektobenthic characiforms and siluriforms with fusiform bodies and expanded pectoral fins, including sit-and-wait characidiins, predators of aquatic insect larvae (Characidium fasciatum and Ch.zebra), as well as the algae grazing parodontids (Apareiodon ibitiensis and Parodon hilarii), and also the heptapterid and trichomycterid catfishes that practice substrate speculation and feed on benthic aquatic insect larvae (Cetopsorhamdia iheringi, Imparfinis minutus, Rhamdia quelen, and Trichomycterus sp.); c) benthic species with depressed bodies, suctorial oral discs, dorsal eyes, and horizontal pectoral fins, represented by the periphytivorous loricariid catfishes (Hisonotus sp., Harttia sp., and Hypostomus garmani). Correlation between diet and general morphology was not significant in our analysis, unless when the analyzed set included only nektonic and benthic species, indicating that the lack of correlation between these factors is most pronounced in the group of nektobenthic species. The unequivocal case of morphological convergence found between the nektobenthic Characidiinae and Parodontidae is a clear example of the integration between phylogenetic information and ecomorphology, and provides a way to objectively identify cases of morphological and adaptive convergence and divergence. Furthermore, the general congruence between the ecomorphological results and the independently obtained ecological data about the analyzed fish species in their natural environment seems to be strong evidence in favor of the proposed predictive capabilities of the ecomorphological hypothesis.

A ecomorfologia de 14 espécies de peixes residentes em um trecho de corredeiras do curso superior do rio São Francisco, sudeste do Brasil, foi analisada e combinada com dados de comportamento alimentar e dieta, previamente obtidos por nós. Os três principais agrupamentos ecomorfológicos de espécies identificados refletem a ocupação espacial de micro-hábitats da seguinte forma: a) caracídeos nectônicos com corpos comprimidos, olhos laterais e nadadeiras peitorais laterais, com hábitos noturnos e oportunistas alimentares (Astyanax rivularis, Bryconamericus stramineus e Bryconamericus sp.); b) nectobentônicos com corpos fusiformes e nadadeiras peitorais expandidas, que incluem os caracidiíneos predadores de espreita que se alimentam principalmente de larvas aquáticas bentônicas de insetos (Characidium fasciatum e Characidium zebra), parodontídeos pastadores de epilíton (Apareiodon ibitiensis e Parodon hilarii) e bagres especuladores de substratos que se alimentam principalmente de larvas aquáticas de insetos (Cetopsorhamdia iheringi, Imparfinis minutus, Rhamdia quelen e Trichomycterus sp.); c) bentônicos com corpos deprimidos, lábios modificados em discos orais suctorias, olhos dorsais e nadadeiras peitorais amplas, representados pelos cascudos perifitívoros (Hisonotus sp., Harttia sp. e Hypostomus garmani). Correlação entre dieta e morfologia geral não foi significative em nossa análise, a não ser quando o conjunto analisado incluiu apenas as espécies nectônicas e bentônicas, indicando que a ausência de correlação entre esses fatores é mais pronunciada no grupo de espécies nectobentônicas. A constatação do caso ineqüívoco de convergência morfológica entre os Characidiinae e Parodontidae nectobentônicos é um claro exemplo de como a integração da informação filogenética com a ecomorfologia pode identificar objetivamente casos de convergência e divergência adaptativa. Finalmente, a congruência entre os resultados ecomorfológicos com aqueles obtidos independentemente sobre a ecologia das espécies estudadas em seu ambiente natural parece ser uma forte evidência em favor do proposto valor preditivo da hipótese ecomorfológica.

Lophiobrycon weitzmani, a new genus and species of glandulocaudine fish (Characiformes: Characidae) from the rio Grande drainage, upper rio Paraná system, southeastern Brazil

A new genus and species of glandulocaudine, Lophiobrycon weitzmani, is described based on specimens collected in headwater tributary streams of the rio Grande, upper rio Paraná system, State of Minas Gerais, southeastern Brazil. The inclusion of the new species in the phylogeny of the subfamily Glandulocaudinae proposed by Weitzman & Menezes (1998), reveals a sister group relationship between the new genus and the monophyletic group composed of Glandulocauda and Mimagoniates that currently form the tribe Glandulocaudini. The new species can be readily distinguished from all other species of the tribe by the autapomorphic presence in adult male individuals (with more than 23.9 mm standard length) of an adipose-fin whose base extends for almost the entire distance between the posterior terminus of the base of the dorsal fin and the base of the upper lobe of the caudal fin and averages approximately 25% standard length, along with the presence of globular expansions formed by the lepidotrichia and hypertrophied soft tissue in the middle portions of the first and second pectoral-fin rays. The diagnosis of the tribe Glandulocaudini is modified to accommodate the new genus.

Um novo gênero e espécie de glandulocaudine, Lophiobrycon weitzmani, é descrito com base em exemplares coletados em riachos de cabeceira da drenagem do rio Grande, sistema do alto rio Paraná, Estado de Minas Gerais, sudeste do Brasil. A inclusão desta nova espécie na filogenia da subfamília Glandulocaudinae, proposta por Weitzman & Menezes (1998), revela uma relação de grupos irmãos entre o novo gênero e o grupo monofilético formado por Glandulocauda e Mimagoniates, atualmente compondo a tribo Glandulocaudini. A nova espécie pode ser facilmente distinguida das demais da tribo pela posse autapomórfica, nos machos adultos (com mais de 23,9 mm de comprimento padrão), de uma nadadeira adiposa com a base estendendo-se por praticamente a totalidade da distância entre a terminação posterior da base da nadadeira dorsal e base do lobo caudal superior, equivalendo em média a aproximadamente 25% do comprimento padrão, juntamente com a presença de expansões globulares, formadas por lepidotríquios e tecido mole hipertrofiado, na porção média do primeiro e segundo raios da nadadeira peitoral. A diagnose da tribo Glandulocaudini é modificada para acomodar o novo gênero.

Lophiobrycon weitzmani, a new genus and species of glandulocaudine fish (Characiformes: Characidae) from the rio Grande drainage, upper rio Paraná system, southeastern Brazil

A new genus and species of glandulocaudine, Lophiobrycon weitzmani, is described based on specimens collected in headwater tributary streams of the rio Grande, upper rio Paraná system, State of Minas Gerais, southeastern Brazil. The inclusion of the new species in the phylogeny of the subfamily Glandulocaudinae proposed by Weitzman & Menezes (1998), reveals a sister group relationship between the new genus and the monophyletic group composed of Glandulocauda and Mimagoniates that currently form the tribe Glandulocaudini. The new species can be readily distinguished from all other species of the tribe by the autapomorphic presence in adult male individuals (with more than 23.9 mm standard length) of an adipose-fin whose base extends for almost the entire distance between the posterior terminus of the base of the dorsal fin and the base of the upper lobe of the caudal fin and averages approximately 25% standard length, along with the presence of globular expansions formed by the lepidotrichia and hypertrophied soft tissue in the middle portions of the first and second pectoral-fin rays. The diagnosis of the tribe Glandulocaudini is modified to accommodate the new genus.

Um novo gênero e espécie de glandulocaudine, Lophiobrycon weitzmani, é descrito com base em exemplares coletados em riachos de cabeceira da drenagem do rio Grande, sistema do alto rio Paraná, Estado de Minas Gerais, sudeste do Brasil. A inclusão desta nova espécie na filogenia da subfamília Glandulocaudinae, proposta por Weitzman & Menezes (1998), revela uma relação de grupos irmãos entre o novo gênero e o grupo monofilético formado por Glandulocauda e Mimagoniates, atualmente compondo a tribo Glandulocaudini. A nova espécie pode ser facilmente distinguida das demais da tribo pela posse autapomórfica, nos machos adultos (com mais de 23,9 mm de comprimento padrão), de uma nadadeira adiposa com a base estendendo-se por praticamente a totalidade da distância entre a terminação posterior da base da nadadeira dorsal e base do lobo caudal superior, equivalendo em média a aproximadamente 25% do comprimento padrão, juntamente com a presença de expansões globulares, formadas por lepidotríquios e tecido mole hipertrofiado, na porção média do primeiro e segundo raios da nadadeira peitoral. A diagnose da tribo Glandulocaudini é modificada para acomodar o novo gênero.