Diet and food consumption of the pearl cichlid Geophagus brasiliensis (Teleostei: Cichlidae): relationships with gender and sexual maturity

Despite the importance of the pearl cichlid Geophagus brasiliensis for the aquarium fish trade worldwide and its wide distribution, many aspects of its biology, such as the relationships between its feeding ecology and reproductive behavior, are not fully understood in natural conditions on its native habitat. In this paper, we investigated its diet focusing on how differences in diet and food consumption are related to differences in gender and sexual maturity. The digestive tract of each individual was dissected and had its content analyzed, whereas each gonad was microscopically analyzed to determine gender (male/female) and sexual maturity (immature/mature). A total of 28 females and 31 males were analyzed. Mature individuals were more common than immature specimens both for males (64.50 percent) and females (64.30 percent). The analysis of 52 individuals with non-empty digestive tracts revealed a diet comprised of 27 items. According to the Index of Alimentary importance ( percentIAi), the most important food items in the diet were Gastropoda (37.30 percent), fragments of vascular plants (15.16 percent), detritus (10.14 percent), Amphipoda (9.24 percent), and fish scales (6.29 percent). Mature males had more empty stomachs (65.00 percent) when compared to immature males (27.27 percent) and immature (55.56 percent) and mature females (40.00 percent). Also, mature females seemed to have more food consumption (greater mean values of total volume) in their digestive tracts than mature males. Some hypotheses are proposed in order to distinguish if this gender-based difference in food consumption in mature individuals of the pearl cichlid could be associated with the development of primary and secondary sexual characteristics or with asymmetrical time invested in parental care activities.(AU)

Apesar da sua ampla distribuição e importância para o comércio aquariofilista, muitos aspectos da biologia do cará Geophagus brasiliensis no seu habitat natural, como a relação entre sua ecologia alimentar e comportamento reprodutivo, ainda não são bem conhecidos. Nesse trabalho foi investigada sua dieta, enfocando como as diferenças na dieta e no consumo alimentar estão relacionadas ao sexo (macho/fêmea) e a maturidade (imaturo/maturo). O trato digestório de cada indivíduo foi dissecado e teve seu conteúdo analisado, enquanto cada gônada foi analisada microscopicamente para determinar o sexo e a maturidade. Um total de 28 fêmeas e 31 machos foram analisados. Indivíduos maturos foram mais comuns do que espécimes imaturos, tanto para machos (64,50 por cento) quanto para fêmeas (64,30 por cento). A análise de 52 indivíduos com alimento no trato revelou uma dieta composta por 27 itens. De acordo com o Índice de Importância Alimentar ( por centoIAi), os itens alimentares mais importante na dieta foram Gastropoda (37,30 por cento), fragmentos de plantas vasculares (15,16 por cento), detrito (10,14 por cento), Amphipoda (9,24 por cento) e escamas de peixe (6,29 por cento). Machos maturos tiveram mais estômagos vazios (65,00 por cento) quando comparados com machos imaturos (27,27 por cento) e fêmeas imaturas (55,56 por cento) e maturas (40,00 por cento). Além disso, fêmeas maturas apresentaram maior consumo de alimentos (valor médio do volume total de alimentos) do que machos maturos. Algumas hipóteses são propostas na tentativa de explicar se essa diferença no consumo de alimento entre machos e fêmeas maturos está relacionada ao desenvolvimento de caracteres sexuais primários e secundários, ou com a assimetria na quantidade de tempo empregado em atividades relacionadas ao cuidado parental.(AU)

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.

Checklist comparison and dominance patterns of the fish fauna at Taim Wetland, South Brazil

Taim Hydrological System is a unique subtropical wetland in southern Brazil harboring an exceptional biological diversity. In 1978, an ecological reserve was established to protect part of this area from increasing anthropogenic impacts in its surroundings. Fishes have been poorly investigated in this system. Based on a multi-gear sampling study encompassing several years (2001-2005), and on comparisons with previous fish inventories, we provide an up-to-date species list of fishes occurring in the Taim Wetland. In addition, we made the first preliminary description of fish dominance patterns found in the main lakes of the system (Flores, Nicola, Jacaré and Mangueira). Checklist comparison resulted in 62 fish species distributed in 24 families, with Characidae (19 species) and Cichlidae (7) showing the highest species richness. Six species are cited for the first time in the reserve: Trachelyopterus lucenai (Auchenipteridae), Hoplosternum littorale (Callichthyidae), Rineloricaria cadeae (Loricariidae), Eigenmannia trilineata (Sternopygidae), Odontesthes mirinensis and O. perugiae (Atherinopsidae). Apparently, the black catfish T. lucenai invaded the system in the last decade and became one of the dominant species in the pelagic waters. Although differences in gears hindered direct comparisons, differences in species composition and dominance patterns between shallow margins and pelagic waters of lakes seem to occur in the lakes. A more diverse assemblage dominated by small fishes ( 5cm) occurred in the protected, vegetated lakes margins. In contrast, an assemblage with lower species richness comprised of larger fishes (> 15 cm) seemed to dominate in pelagic waters.

O Sistema Hidrológico do Taim é um banhando subtropical localizado no sul do Brasil que abriga uma diversidade biológica excepcional. Em 1978, uma reserva ecológica foi estabelecida para proteger parte dessa área do crescente impacto de ações antrópicas nos seus arredores. Os peixes tem sido muito pouco investigados nessa região. Baseado em coletas com vários amostradores durante vários anos (2001-2005), e em comparações com estudos prévios, esse trabalho fornece uma lista de espécies atualizada dos peixes ocorrendo no Taim. Também é apresentada a primeira descrição preliminar dos padrões de dominância nos principais lagos que compõem o sistema (Flores, Nicola, Jacaré e Mangueira). A análise comparada indicou a presença de 62 espécies de peixes distribuídas em 24 famílias, sendo Characidae (19 espécies) e Cichlidae (7) as famílias com o maior número de espécies. Seis espécies são registradas pela primeira vez na reserva: Trachelyopterus lucenai (Auchenipteridae), Hoplosternum littorale (Callichthyidae), Rineloricaria cadeae (Loricariidae), Eigenmannia trilineata (Sternopygidae), Odontesthes mirinensis e O. perugiae (Atherinopsidae). Aparentemente, o penharol T. lucenai invadiu o sistema na última década e tornou-se uma das espécies dominantes nas zonas pelágicas das lagoas. Embora diferenças nos amostradores não permitam comparações diretas, parecem ocorrer diferenças na composição de espécies e padrões de dominância entre as margens rasas e as zonas pelágicas dos lagos. Uma assembléia de peixes mais diversa, dominada por peixes pequenos ( 5cm) ocorrem nas margens vegetadas e protegidas dos lagos, enquanto uma assembléia menos diversa formada por peixes de maior tamanho (>15cm) parece dominar as zonas pelágicas.

Checklist comparison and dominance patterns of the fish fauna at Taim Wetland, South Brazil

Taim Hydrological System is a unique subtropical wetland in southern Brazil harboring an exceptional biological diversity. In 1978, an ecological reserve was established to protect part of this area from increasing anthropogenic impacts in its surroundings. Fishes have been poorly investigated in this system. Based on a multi-gear sampling study encompassing several years (2001-2005), and on comparisons with previous fish inventories, we provide an up-to-date species list of fishes occurring in the Taim Wetland. In addition, we made the first preliminary description of fish dominance patterns found in the main lakes of the system (Flores, Nicola, Jacaré and Mangueira). Checklist comparison resulted in 62 fish species distributed in 24 families, with Characidae (19 species) and Cichlidae (7) showing the highest species richness. Six species are cited for the first time in the reserve: Trachelyopterus lucenai (Auchenipteridae), Hoplosternum littorale (Callichthyidae), Rineloricaria cadeae (Loricariidae), Eigenmannia trilineata (Sternopygidae), Odontesthes mirinensis and O. perugiae (Atherinopsidae). Apparently, the black catfish T. lucenai invaded the system in the last decade and became one of the dominant species in the pelagic waters. Although differences in gears hindered direct comparisons, differences in species composition and dominance patterns between shallow margins and pelagic waters of lakes seem to occur in the lakes. A more diverse assemblage dominated by small fishes ( 5cm) occurred in the protected, vegetated lakes margins. In contrast, an assemblage with lower species richness comprised of larger fishes (> 15 cm) seemed to dominate in pelagic waters.

O Sistema Hidrológico do Taim é um banhando subtropical localizado no sul do Brasil que abriga uma diversidade biológica excepcional. Em 1978, uma reserva ecológica foi estabelecida para proteger parte dessa área do crescente impacto de ações antrópicas nos seus arredores. Os peixes tem sido muito pouco investigados nessa região. Baseado em coletas com vários amostradores durante vários anos (2001-2005), e em comparações com estudos prévios, esse trabalho fornece uma lista de espécies atualizada dos peixes ocorrendo no Taim. Também é apresentada a primeira descrição preliminar dos padrões de dominância nos principais lagos que compõem o sistema (Flores, Nicola, Jacaré e Mangueira). A análise comparada indicou a presença de 62 espécies de peixes distribuídas em 24 famílias, sendo Characidae (19 espécies) e Cichlidae (7) as famílias com o maior número de espécies. Seis espécies são registradas pela primeira vez na reserva: Trachelyopterus lucenai (Auchenipteridae), Hoplosternum littorale (Callichthyidae), Rineloricaria cadeae (Loricariidae), Eigenmannia trilineata (Sternopygidae), Odontesthes mirinensis e O. perugiae (Atherinopsidae). Aparentemente, o penharol T. lucenai invadiu o sistema na última década e tornou-se uma das espécies dominantes nas zonas pelágicas das lagoas. Embora diferenças nos amostradores não permitam comparações diretas, parecem ocorrer diferenças na composição de espécies e padrões de dominância entre as margens rasas e as zonas pelágicas dos lagos. Uma assembléia de peixes mais diversa, dominada por peixes pequenos ( 5cm) ocorrem nas margens vegetadas e protegidas dos lagos, enquanto uma assembléia menos diversa formada por peixes de maior tamanho (>15cm) parece dominar as zonas pelágicas.

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.