Fluctuations of the population of Daphnia laevis Birge 1878: a six-year study in a tropical lake

The fluctuation of the population of Daphnia laevis in Lake Jacaré (Middle River Doce, Minas Gerais) was monitored monthly (at one point in the limnetic region) for six years (2002-2007) as part of the Program of Long-Term Ecological Research (LTER/UFMG). The following parameters were also monitored: water temperature, pH, electrical conductivity, dissolved oxygen, chlorophyll a, total phosphorus, phosphate, total nitrogen, nitrate, nitrite, ammonia, and densities of Chaoborus and ephippia of Daphnia laevis in the sediment. A seasonal pattern was observed in the fluctuation of D. laevis, with higher densities recorded during periods of circulation (May-August). A significant correlation was found between the density of D. laevis and temperature (r = -0.47, p = 0.0001), chlorophyll-a (r = -0.32, p = 0.016) and indicators of the lake's trophic status (total phosphorus, r = 0.32, p = 0.007 and trophic state, r = 0.36, p = 0.003), as well as Chaoborus density (r = 0.43 and p = 0.002). These results indicate that changes in the physical and chemical characteristics of the water related with stratification and circulation of the lake may have a direct (temperature, total phosphorous) or an indirect (food availability, presence of predators, ephippia eclosion) influence on the fluctuation of the D. laevis population.

A flutuação da população de Daphnia laevis na Lagoa Jacaré (Médio Rio Doce, Minas Gerais) foi monitorada mensalmente, em um ponto na região limnética, por seis anos (2002 a 2007), como parte do Programa de Pesquisas Ecológicas de Longa Duração (PELD/UFMG). Os seguintes parâmetros foram monitorados: temperatura da água, pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido, clorofila-a , fósforo total, fosfato, nitrogênio total, nitrato, nitrito, amônia e densidades de Chaoborus e de efípios de Daphnia laevis no sedimento. Um padrão sazonal foi observado na flutuação de D. laevis, com maiores densidades registradas durante períodos de circulação (maio a agosto). Correlações significativas foram observadas entre a densidade de D. laevis e a temperatura (r = -0.47, p = 0.0001) e a clorofila-a (r = -0.32, p = 0.016), e indicadores do estado trófico do lago (fósforo total, r = 0.32, p = 0.007 e estado trófico, r = 0.36, p = 0.003), além de densidade de Chaoborus (r = 0.43, p = 0.002). Esses resultados indicam que mudanças nas características físicas e químicas da água relacionadas com os periodos de estratificação e circulação do lago podem influenciar diretamente (temperatura, fósforo total) ou indiretamente (disponibilidade de alimento, presença de predadores, eclosão de efípios) a flutuação da população de D. laevis.

Ecomorphological patterns of the fish assemblage in a tropical floodplain: effects of trophic, spatial and phylogenetic structures

Ecomorphological patterns of the fish assemblage from the upper Paraná River floodplain, Brazil, were described and evaluated according to trophic (guilds), spatial (habitats) and phylogenetic (taxonomic distances) structures. The samples were obtained through the Long Term Research Project (LTER-CNPq/UEM/NUPELIA) in August and October 2001. Thirty-five species were analyzed from thirty-one morphological variables. Strong significant correlations (Mantel test) between morphology and trophic guilds and between morphology and taxonomy were found, while morphology and habitat revealed a weak correlation. However, the partial Mantel test showed that the correlations between morphology and trophic guilds persist even when the effect of taxonomy is discounted. The ecomorphological pattern shown by the Principal Component Analysis separated species according to locomotion structures used in feeding. At one extreme there are the piscivores and insectivores that exploit lentic habitats and have compressed bodies and well developed anal fins, while at the other there are detritivores and invertivores that exploit lotic and semi-lotic habitats and have depressed bodies and well developed pectoral, pelvic and caudal fins. Canonical Discriminant Analysis using ecomorphological variables successfully predicted 94.5 percent of the trophic guild ecomorphotypes, but only 57.1 percent of the habitat ecomorphotypes. These data indicate that the fish assemblage of the upper Paraná River floodplain is structured ecomorphologically mainly according to trophic structure rather than habitat.(AU)

Este trabalho objetivou descrever e avaliar os padrões ecomorfológicos da assembleia de peixes da planície de inundação do alto rio Paraná, Brasil, analisando os efeitos das estruturas trófica (guildas), espacial (tipos de habitats) e filogenética (distância taxonômica). Trinta e cinco espécies foram analisadas a partir de 31 variáveis morfológicas obtidas de espécimes coletados em agosto e outubro de 2001 no âmbito do Projeto Ecológico de Longa Duração (PELD-CNPq/UEM/NUPELIA). O teste de Mantel revelou que há correlação significativa das distâncias morfológicas com guildas tróficas e distâncias taxonômicas, enquanto com os tipos de habitats a correlação se mostrou fraca. Contudo, o teste de Mantel parcial demonstrou que a correlação da morfologia com as guildas tróficas independe da filogenia. O padrão de diversificação ecomorfológica apresentado pela Análise de Componentes Principais revelou um gradiente ecomorfológico relacionado à locomoção associada à ecologia trófica. Em um extremo estão espécies de piscívoros e insetívoros que exploram preferencialmente habitats lênticos com corpos comprimidos e nadadeiras anais desenvolvidas, enquanto no outro extremo estão os detritívoros e invertívoros que exploram preferencialmente habitats lóticos e semi-lóticos e apresentam corpos deprimidos e nadadeiras peitorais, pélvicas e caudais desenvolvidas. A Análise Discriminante Canônica realizada com os índices ecomorfológicos previu com sucesso 94,5 por cento dos ecomorfotipos relacionados às guildas tróficas e apenas 57,1 por cento dos ecomorfotipos que exploram os diferentes habitats analisados. Conclui-se que a assembleia de peixes da planície de inundação do alto rio Paraná está estruturada ecomorfologicamente, revelando-se mais influenciada pela estrutura trófica do que pela espacial.(AU)

On the possible extinction of bird species in the Upper Paraná River floodplain, Brazil

The Upper Paraná River floodplain (UPR) represents the last stretch of the Paraná River in Brazilian territory where a river-floodplain ecosystem still exists. However, the region had been subjected to intense deforestation in previous decades, and more than half of the original floodplain has been lost due to the construction of the Porto Primavera dam, which may have resulted in the local extinction of species. In the present study, we compared the list of bird species recorded before the construction of Porto Primavera dam (1926-1996) to that gotten afterwards (1999-2007) under the Long-Term Ecological Research program (LTER-site 6). We aim to investigate biogeographical and ecological traits of species potentially lost in the UPR. Endemism, proximity to the edge of species' geographic range, low tolerance to human-altered habitats and habitat specificity were associated to the potential extinction of birds in the UPR. The region represents an important opportunity for conservation, and should be target of conservation efforts to avoid further loss of species and ecological processes.

A planície alagável do Alto Rio Paraná (ARP) representa o último trecho do Rio Paraná em território brasileiro em que ainda existe um extensivo ecossistema do tipo rio-planície alagável. No entanto, a região sofreu intenso processo de desmatamento nas décadas passadas e mais da metade da extensão original da planície foi perdida com a formação do lago da usina hidrelétrica de Porto Primavera, o que pode ter resultado na extinção local de espécies. No presente estudo, comparou-se a lista de espécies de aves registradas no ARP antes da construção da referida usina (1926-1996) com aquelas registradas após este período (1999-2007) no âmbito do programa de Pesquisas Ecológicas de Longa Duração (PELD-sítio 6), com o objetivo de investigar características biogeográficas e ecológicas das espécies potencialmente extintas no local. Endemismo, proximidade das espécies de seus limites de distribuição geográfica, baixa tolerância a habitats alterados e especificidade de habitat podem estar associados à perda de espécies no ARP. A região representa uma importante oportunidade para a conservação e deve receber esforços para evitar a perda futura de espécies e de processos ecológicos.

On the possible extinction of bird species in the Upper Paraná River floodplain, Brazil

The Upper Paraná River floodplain (UPR) represents the last stretch of the Paraná River in Brazilian territory where a river-floodplain ecosystem still exists. However, the region had been subjected to intense deforestation in previous decades, and more than half of the original floodplain has been lost due to the construction of the Porto Primavera dam, which may have resulted in the local extinction of species. In the present study, we compared the list of bird species recorded before the construction of Porto Primavera dam (1926-1996) to that gotten afterwards (1999-2007) under the Long-Term Ecological Research program (LTER-site 6). We aim to investigate biogeographical and ecological traits of species potentially lost in the UPR. Endemism, proximity to the edge of species' geographic range, low tolerance to human-altered habitats and habitat specificity were associated to the potential extinction of birds in the UPR. The region represents an important opportunity for conservation, and should be target of conservation efforts to avoid further loss of species and ecological processes.

A planície alagável do Alto Rio Paraná (ARP) representa o último trecho do Rio Paraná em território brasileiro em que ainda existe um extensivo ecossistema do tipo rio-planície alagável. No entanto, a região sofreu intenso processo de desmatamento nas décadas passadas e mais da metade da extensão original da planície foi perdida com a formação do lago da usina hidrelétrica de Porto Primavera, o que pode ter resultado na extinção local de espécies. No presente estudo, comparou-se a lista de espécies de aves registradas no ARP antes da construção da referida usina (1926-1996) com aquelas registradas após este período (1999-2007) no âmbito do programa de Pesquisas Ecológicas de Longa Duração (PELD-sítio 6), com o objetivo de investigar características biogeográficas e ecológicas das espécies potencialmente extintas no local. Endemismo, proximidade das espécies de seus limites de distribuição geográfica, baixa tolerância a habitats alterados e especificidade de habitat podem estar associados à perda de espécies no ARP. A região representa uma importante oportunidade para a conservação e deve receber esforços para evitar a perda futura de espécies e de processos ecológicos.

Preliminary examination of food web structure of Nicola Lake (Taim Hydrological System, south Brazil) using dual C and N stable isotope analyses

Taim Ecological Reserve is located within the Taim Hydrological System and was created to protect a heterogeneous and productive landscape harboring exceptional biological diversity in southern Brazil. Using stable isotope ratio analyses of carbon (delta13C) and nitrogen (delta15N), we provide a preliminary description of the food web structure, including estimates of production sources supporting fish populations and vertical trophic structure, within a representative lake of this system. A total of 21 organisms (5 macrophytes, 3 mollusks and 13 adult fishes) representing 16 species were collected for isotope analysis. Fishes had delta13C values ranging from -24.30º/oo to -28.31º/oo , showing concordance with the range of values observed for macrophytes (-25.49 to -27.10º/oo), and suggesting that these plants could be a major carbon source supporting these fishes. delta13C signatures of Corbicula (-30.81º/oo) and Pomacea (-24.26º/oo) indirectly suggest that phytoplankton and benthic algae could be alternative carbon sources for some consumers. Nitrogen isotope ratios indicated approximately three consumer trophic levels. The pearl cichlid Geophagus brasiliensis was a primary consumer. Two catfishes (Trachelyopterus lucenai and Loricariichthys anus) were secondary consumers. Two congeneric pike cichclids (Crenicichla lepidota and C. punctata), a catfish (Pimelodus maculatus) and the characids Astyanax fasciatus and Oligosarcus robustus were tertiary consumers. Further studies including additional primary producers and consumers and greater sample numbers should be conducted to provide a more complete and detailed description of food web structure and dynamics within the reserve.

A Estação Ecológica do Taim está inserida dentro do Sistema Hidrológico do Taim e foi criada para proteger uma região heterogênea e produtiva no sul do Brasil, abrigando uma diversidade biológica excepcional. A partir da análise de isótopos estáveis do carbono (delta13C) e nitrogênio (delta15N), esse trabalho fornece uma descrição preliminar da estrutura da teia alimentar numa lagoa representativa desse sistema, incluindo estimativas dos produtores primários que sustentam suas populações de peixes e a estrutura trófica vertical. Um total de 21 organismos (5 macrófitas, 3 moluscos e 13 peixes adultos), representando 16 espécies, foram coletados para a análise da composição isotópica. Os peixes tiveram valores de delta13C variando entre -24.30º/oo e -28.31 º/oo , com uma amplitude de variação concordante com as macrófitas (-25.49 e -27.10º/oo), sugerindo indiretamente que essas plantas poderiam ser uma fonte de carbono importante para os peixes. As assinaturas delta13C de Corbicula (-30.81º/oo) e Pomacea (-24.26º/oo) sugerem que fitoplâncton e algas bentônicas podem ser outra fonte de carbono para alguns consumidores. As razões isotópicas do nitrogênio indicaram aproximadamente três níveis tróficos de consumidores. O cará Geophagus brasiliensis foi um consumidor primário, enquanto o penharol Trachelyopterus lucenai e o cascudo-viola Loricariichthys anus foram consumidores secundários. Duas espécies congenéricas de joaninha (Crenicichla lepidota e C. punctata), o pintado Pimelodus maculatus, o lambari Astyanax fasciatus e o dentudo Oligosarcus robustus foram consumidores terciários. Novas investigações, incluindo outros produtores primários e consumidores e um maior número de amostras, deveriam ser conduzidas para propiciar uma descrição mais completa e detalhada da estrutura e dinâmica da teia alimentar no Taim.

Preliminary examination of food web structure of Nicola Lake (Taim Hydrological System, south Brazil) using dual C and N stable isotope analyses

Taim Ecological Reserve is located within the Taim Hydrological System and was created to protect a heterogeneous and productive landscape harboring exceptional biological diversity in southern Brazil. Using stable isotope ratio analyses of carbon (delta13C) and nitrogen (delta15N), we provide a preliminary description of the food web structure, including estimates of production sources supporting fish populations and vertical trophic structure, within a representative lake of this system. A total of 21 organisms (5 macrophytes, 3 mollusks and 13 adult fishes) representing 16 species were collected for isotope analysis. Fishes had delta13C values ranging from -24.30º/oo to -28.31º/oo , showing concordance with the range of values observed for macrophytes (-25.49 to -27.10º/oo), and suggesting that these plants could be a major carbon source supporting these fishes. delta13C signatures of Corbicula (-30.81º/oo) and Pomacea (-24.26º/oo) indirectly suggest that phytoplankton and benthic algae could be alternative carbon sources for some consumers. Nitrogen isotope ratios indicated approximately three consumer trophic levels. The pearl cichlid Geophagus brasiliensis was a primary consumer. Two catfishes (Trachelyopterus lucenai and Loricariichthys anus) were secondary consumers. Two congeneric pike cichclids (Crenicichla lepidota and C. punctata), a catfish (Pimelodus maculatus) and the characids Astyanax fasciatus and Oligosarcus robustus were tertiary consumers. Further studies including additional primary producers and consumers and greater sample numbers should be conducted to provide a more complete and detailed description of food web structure and dynamics within the reserve.

A Estação Ecológica do Taim está inserida dentro do Sistema Hidrológico do Taim e foi criada para proteger uma região heterogênea e produtiva no sul do Brasil, abrigando uma diversidade biológica excepcional. A partir da análise de isótopos estáveis do carbono (delta13C) e nitrogênio (delta15N), esse trabalho fornece uma descrição preliminar da estrutura da teia alimentar numa lagoa representativa desse sistema, incluindo estimativas dos produtores primários que sustentam suas populações de peixes e a estrutura trófica vertical. Um total de 21 organismos (5 macrófitas, 3 moluscos e 13 peixes adultos), representando 16 espécies, foram coletados para a análise da composição isotópica. Os peixes tiveram valores de delta13C variando entre -24.30º/oo e -28.31 º/oo , com uma amplitude de variação concordante com as macrófitas (-25.49 e -27.10º/oo), sugerindo indiretamente que essas plantas poderiam ser uma fonte de carbono importante para os peixes. As assinaturas delta13C de Corbicula (-30.81º/oo) e Pomacea (-24.26º/oo) sugerem que fitoplâncton e algas bentônicas podem ser outra fonte de carbono para alguns consumidores. As razões isotópicas do nitrogênio indicaram aproximadamente três níveis tróficos de consumidores. O cará Geophagus brasiliensis foi um consumidor primário, enquanto o penharol Trachelyopterus lucenai e o cascudo-viola Loricariichthys anus foram consumidores secundários. Duas espécies congenéricas de joaninha (Crenicichla lepidota e C. punctata), o pintado Pimelodus maculatus, o lambari Astyanax fasciatus e o dentudo Oligosarcus robustus foram consumidores terciários. Novas investigações, incluindo outros produtores primários e consumidores e um maior número de amostras, deveriam ser conduzidas para propiciar uma descrição mais completa e detalhada da estrutura e dinâmica da teia alimentar no Taim.