Anthropogenic river fragmentation reduces long-term viability of the migratory fish Salminus brasiliensis (Characiformes: Bryconidae) populations

Life-history, geographical barriers, and damming can shape the genetic diversity of freshwater migratory fish, which are particularly vulnerable to anthropogenic impacts. We investigated the genetic diversity of Salminus brasiliensis, a long-distance migratory species that is recognized as an important provider of ecosystem services. We implemented microsatellite analyses to assess genetic diversity and simulate future scenarios for evaluating the long-term viability of dammed and non-dammed populations from the Uruguay River. High levels of genetic diversity were detected for all sampled populations. However, effective population sizes were lower in the uppermost river stretches, where the landscape is highly fragmented. Population structure analysis indicated two spatial genetic populations. It is suggested that this genetic structure preserves populations partially isolated by an ancient natural barrier, instead of being a result of the presence of dams. The simulated genetic scenarios indicated that genetic variability of S. brasiliensis populations from upstream dams could collapse over the years, mainly due to the reduction in the number of alleles. Therefore, besides helping to better understand issues related to the influence of dams on the genetic diversity of migratory fish, our results are especially relevant for driving local fishery policies and management actions for the species conservation.'

História de vida, barreiras geográficas e barramento dos rios podem moldar a diversidade genética de grandes peixes migratórios de água doce, que são particularmente vulneráveis a impactos antrópicos. Nós investigamos a diversidade genética de Salminus brasiliensis, uma espécie migratória de longa distância que é reconhecida como um importante provedor de serviços ecossistêmicos. Realizamos análises de microssatélites para avaliar a diversidade genética e simular cenários futuros, possibilitando estimar a viabilidade em longo prazo de populações situadas em regiões com e sem represas do rio Uruguai. Altos níveis de diversidade genética foram detectados para todas as populações amostradas. Contudo, os tamanhos populacionais efetivos foram menores nos trechos superiores do rio, onde a paisagem é altamente fragmentada. A análise da estrutura populacional indicou duas populações genéticas espaciais. Sugere-se que esta estrutura genética preserva populações parcialmente isoladas por uma antiga barreira natural, ao invés de ser resultado da presença de barragens. Os cenários genéticos simulados indicaram que a variabilidade genética das populações de S. brasiliensis situadas a montante das barragens entraria em colapso ao longo dos anos, principalmente como resultado da redução do número de alelos. Portanto, além de ajudar a entender melhor questões relacionadas à influência de barragens na diversidade genética de peixes migradores, nossos resultados são especialmente relevantes para a condução de políticas pesqueiras locais e ações de manejo para a conservação das espécies.(AU)

Anthropogenic river fragmentation reduces long-term viability of the migratory fish Salminus brasiliensis (Characiformes: Bryconidae) populations

Life-history, geographical barriers, and damming can shape the genetic diversity of freshwater migratory fish, which are particularly vulnerable to anthropogenic impacts. We investigated the genetic diversity of Salminus brasiliensis, a long-distance migratory species that is recognized as an important provider of ecosystem services. We implemented microsatellite analyses to assess genetic diversity and simulate future scenarios for evaluating the long-term viability of dammed and non-dammed populations from the Uruguay River. High levels of genetic diversity were detected for all sampled populations. However, effective population sizes were lower in the uppermost river stretches, where the landscape is highly fragmented. Population structure analysis indicated two spatial genetic populations. It is suggested that this genetic structure preserves populations partially isolated by an ancient natural barrier, instead of being a result of the presence of dams. The simulated genetic scenarios indicated that genetic variability of S. brasiliensis populations from upstream dams could collapse over the years, mainly due to the reduction in the number of alleles. Therefore, besides helping to better understand issues related to the influence of dams on the genetic diversity of migratory fish, our results are especially relevant for driving local fishery policies and management actions for the species conservation.'

História de vida, barreiras geográficas e barramento dos rios podem moldar a diversidade genética de grandes peixes migratórios de água doce, que são particularmente vulneráveis a impactos antrópicos. Nós investigamos a diversidade genética de Salminus brasiliensis, uma espécie migratória de longa distância que é reconhecida como um importante provedor de serviços ecossistêmicos. Realizamos análises de microssatélites para avaliar a diversidade genética e simular cenários futuros, possibilitando estimar a viabilidade em longo prazo de populações situadas em regiões com e sem represas do rio Uruguai. Altos níveis de diversidade genética foram detectados para todas as populações amostradas. Contudo, os tamanhos populacionais efetivos foram menores nos trechos superiores do rio, onde a paisagem é altamente fragmentada. A análise da estrutura populacional indicou duas populações genéticas espaciais. Sugere-se que esta estrutura genética preserva populações parcialmente isoladas por uma antiga barreira natural, ao invés de ser resultado da presença de barragens. Os cenários genéticos simulados indicaram que a variabilidade genética das populações de S. brasiliensis situadas a montante das barragens entraria em colapso ao longo dos anos, principalmente como resultado da redução do número de alelos. Portanto, além de ajudar a entender melhor questões relacionadas à influência de barragens na diversidade genética de peixes migradores, nossos resultados são especialmente relevantes para a condução de políticas pesqueiras locais e ações de manejo para a conservação das espécies.(AU)

Recursos pesqueiros e a diversidade da ictiofauna no Alto rio Uruguai: efeito dos peixes predadores topo de cadeia

Para a manutenção da biodiversidade e exploração sustentável dos recursos pesqueiros, é necessário estabelecer um bom nível de conhecimento sobre os recursos aquáticos. A região do Alto rio Uruguai apresenta um grande potencial hidrelétrico, vinculado à presença de vales profundos e acentuada declividade longitudinal. Esta região, que se destaca por ser uma área particularmente significante de endemismo dentro da Bacia do Prata, ainda carece de conhecimento científico que auxilie a conservação e a manutenção de suas espécies de peixes, principalmente no que se refere aquelas que desempenham importante papel ecológico para o equilíbrio das comunidades. Desta forma, este estudo procurou avaliar a composição e a estrutura da assembleia de peixes, e a distribuição de grupos funcionais, de acordo com as características ambientais, considerando a cascata de reservatórios existente na região do Alto rio Uruguai entre os anos de 2006 e 2010. Além disso, este estudo tem como objetivo avaliar um grupo de espécies de peixes de grande valor econômico, social e ecológico, os predadores topo de cadeia. A abundância e a distribuição espacial destes predadores de topo foram relacionadas aos descritores ecológicos das assembleias de peixes. Os resultados revelam que a assembleia de peixes do Alto rio Uruguai está fortemente estruturada pelo gradiente longitudinal, de forma que reservatórios localizados em série, mesmo que situados no mesmo rio, apresentam distintas estruturações de assembleias. O conhecimento da distribuição dos grupos funcionais mostrou maior diversidade de grupos funcionais no trecho médio-inferior do rio. E por fim, foi observada forte relação positiva entre peixes predadores de topo e a estrutura e diversidade de espécies de peixes, tendências estas ainda mais evidentes nos ambientes mais instáveis da região. Estes resultados evidenciam a diversidade biótica do trecho médio-inferior do Alto rio Uruguai, e exibem a importância das espécies de topo como indicadoras e controladoras da biodiversidade em rios subtropicais

A good level of knowledge on aquatic resources must be established to support the maintenance of biodiversity and the sustainable exploitation of fisheries resources. The Upper Uruguay River has a great hydroelectric potential guaranteed by the presence of deep valleys and marked longitudinal slope. This region stands out as a particularly significant endemism area within the La Plata Basin, but still lacks scientific knowledge to assist the conservation and the maintenance of its fish species, especially related to species that play an important ecological role for the balance of communities. In this way, this study aimed to evaluate the composition and structure of the fish assemblage and the distribution of functional groups according to environmental characteristics, considering a reservoir cascade in the Upper Uruguay River region, evaluating between the years of 2006 and 2010. In addition, this study focuses on a group of fish species that present a great economic, social and ecological value, the top predators. The abundance and spatial distribution of these top predators were related to the ecological descriptors of fish assemblages. The results showed the Upper Uruguay River fish assemblage is strongly structured by the longitudinal gradient, so even reservoirs located in series at the same river, present different assemblage structures. The evaluation of functional groups distribution showed a greater diversity of functional groups in the middle-lower reaches of the river. Finally, a strong positive relationship was observed between top predator fish abundance and the structure and diversity of fish assemblage, which are even more evident in the most unstable environments in the study area. These results revealed the greater biotic diversity of the middle-lower reaches of the Upper Uruguay River, and showed evidence of the top predator importance as indicators and controllers of biodiversity in subtropical rivers

Biodiversity assessment of benthic macroinvertebrates along a reservoir cascade in the lower São Francisco river (northeastern Brazil)

In order to verify the cascade-system effect in benthic macroinvertebrate communities, and the implications for policy making and proposals for conservation and sustainable use of the lower portion of São Francisco river basin (Bahia State, Brazil), a three-reservoir cascade system including two stretches downstream were studied during dry (June, 1997) and rainy (March, 1998) periods. The dominant groups found were Mollusca (Melanoides tuberculata), Oligochaeta, and Chironomidae larvae. Low Shannon-Wiener and Pielou index values were found, but with no significant difference between the sampling periods. However, density and taxonomic richness were significantly different (t(0.05; 31) = -2.1945; p 0.05; e t(0.05; 31) = -3.0600; p 0.01) between the sampling periods, with a reduction in the number of taxaand macroinvertebrate abundance during the rainy period. An increasing gradient in benthic macroinvertebrate community structures was noted along the reservoir cascade from the first reservoir (Apolônio Sales), followed by a decrease downstream from the third reservoir of the system (Xingó). Despite the negative consequences of rapid proliferation of dams, which have caused widespread loss of freshwater habitats, the reservoir cascade system promoted an increase in benthic macroinvertebrate diversity, due to water-quality improvement along the system.

Com o objetivo de determinar o efeito da cascata de reservatórios nas comunidades de macroinvertebrados bentônicos e sua possível implicação para a definição de políticas e propostas para conservação e uso sustentável da porção baixa da bacia do rio São Francisco (Bahia, Brasil), amostragens foram realizadas em três reservatórios e dois trechos a jusante do último reservatório, durante os períodos de seca (junho de 1997) e chuvas (março de 1998). Os grupos dominantes foram Mollusca (Melanoides tuberculata), Oligochaeta e larvas de Chironomidae. Baixos valores para os índices de diversidade de Shannon-Wiener e equitabilidade de Pielou foram encontrados, contudo sem diferença significativa entre os períodos de amostragem. Entretanto, a densidade total e a riqueza taxonômica foram significativamente diferentes (t(0.05; 31) = -2.1945; p 0.05; e t(0.05; 31) = -3.0600; p 0.01), com redução no número de taxa e abundância de macroinvertebrados durante o período de chuvas. Gradiente crescente na estrutura das comunidades de macroinvertebrados bentônicos foi observado ao longo da cascata de reservatórios desde o primeiro reservatório (Apolônio Sales), seguido por diminuição a jusante do terceiro reservatório (Xingo). Apesar das conseqüências negativas da rápida proliferação de represas, como a perda disseminada de habitats de água doce, o sistema de reservatórios em cascata promoveu aumento na diversidade de macroinvertebrados bentônicos em decorrência do aumento na qualidade de água ao longo do sistema.

Biodiversity assessment of benthic macroinvertebrates along a reservoir cascade in the lower São Francisco river (northeastern Brazil)

In order to verify the cascade-system effect in benthic macroinvertebrate communities, and the implications for policy making and proposals for conservation and sustainable use of the lower portion of São Francisco river basin (Bahia State, Brazil), a three-reservoir cascade system including two stretches downstream were studied during dry (June, 1997) and rainy (March, 1998) periods. The dominant groups found were Mollusca (Melanoides tuberculata), Oligochaeta, and Chironomidae larvae. Low Shannon-Wiener and Pielou index values were found, but with no significant difference between the sampling periods. However, density and taxonomic richness were significantly different (t(0.05; 31) = -2.1945; p 0.05; e t(0.05; 31) = -3.0600; p 0.01) between the sampling periods, with a reduction in the number of taxaand macroinvertebrate abundance during the rainy period. An increasing gradient in benthic macroinvertebrate community structures was noted along the reservoir cascade from the first reservoir (Apolônio Sales), followed by a decrease downstream from the third reservoir of the system (Xingó). Despite the negative consequences of rapid proliferation of dams, which have caused widespread loss of freshwater habitats, the reservoir cascade system promoted an increase in benthic macroinvertebrate diversity, due to water-quality improvement along the system.

Com o objetivo de determinar o efeito da cascata de reservatórios nas comunidades de macroinvertebrados bentônicos e sua possível implicação para a definição de políticas e propostas para conservação e uso sustentável da porção baixa da bacia do rio São Francisco (Bahia, Brasil), amostragens foram realizadas em três reservatórios e dois trechos a jusante do último reservatório, durante os períodos de seca (junho de 1997) e chuvas (março de 1998). Os grupos dominantes foram Mollusca (Melanoides tuberculata), Oligochaeta e larvas de Chironomidae. Baixos valores para os índices de diversidade de Shannon-Wiener e equitabilidade de Pielou foram encontrados, contudo sem diferença significativa entre os períodos de amostragem. Entretanto, a densidade total e a riqueza taxonômica foram significativamente diferentes (t(0.05; 31) = -2.1945; p 0.05; e t(0.05; 31) = -3.0600; p 0.01), com redução no número de taxa e abundância de macroinvertebrados durante o período de chuvas. Gradiente crescente na estrutura das comunidades de macroinvertebrados bentônicos foi observado ao longo da cascata de reservatórios desde o primeiro reservatório (Apolônio Sales), seguido por diminuição a jusante do terceiro reservatório (Xingo). Apesar das conseqüências negativas da rápida proliferação de represas, como a perda disseminada de habitats de água doce, o sistema de reservatórios em cascata promoveu aumento na diversidade de macroinvertebrados bentônicos em decorrência do aumento na qualidade de água ao longo do sistema.