Radiotagging a long-distance migratory characid fish: reproduction after surgery, tag losses, and effects in weight

Although biotelemetry studies bring useful information, tagging is a highly invasive procedure. For this reason, we assess if intracoelomic tagging alters survivorship, weight gain and/or reproductive capacity of a neotropical migratory fish. In August 2016, 60 fish were equally and randomly distributed among 3 treatments: Control (anesthesia), sham surgery (anesthesia and surgery), and true surgery (anesthesia, surgery and tagging). Surveys for weight and tag expulsion were performed periodically from surgery through spawning (November/2016), with a final survey occurring in May/2017. Mortality was higher in true surgery (25% died) and for males. Twenty percent expelled tags, and initial weight loss followed by gain were verified for all treatments. Females of all treatments spawned, and fecundity and fertility were not different. Then, future studies should consider the losses due to death and tag expulsion when defining the sample number. We also encourage further investigations about differences in mortality between sex and weight variation, as well as any other factor that leads to increase in mortality. This is the first study that investigated tagging effects in reproduction of neotropical fishes, and since the methods and tags used are not species-specific, we infer that similar effects could occur in other species.(AU)

Embora estudos de biotelemetria gerem informações úteis, processos de marcação são invasivos. Por isso, avaliamos se a marcação intracelomática altera sobrevivência, ganho de peso e/ou capacidade reprodutiva de um peixe migrador neotropical. Em agosto de 2016, 60 peixes foram distribuídos igualmente e aleatoriamente entre os tratamentos controle (anestesia), cirurgia-falsa (anestesia e cirurgia) e cirurgia-verdadeira (anestesia, cirurgia e marcação). Vistorias para pesagem e observação de expulsão de marcas foram realizadas periodicamente da cirurgia até a desova (novembro/2016), com uma vistoria final em maio/2017. A mortalidade foi maior nos peixes marcados (25% morreram) e entre machos. Vinte por cento expulsaram as marcas e, para todos os tratamentos, foi observado perda de peso inicial com posterior recuperação. Fêmeas de todos os tratamentos desovaram; fecundidade e fertilidade não foram diferentes. Novos estudos devem considerar as perdas de marcas por mortalidade e rejeição na definição do número amostral. Também recomendamos estudos que investiguem a mortalidade diferencial entre sexos e variação de peso, bem como fatores causadores de mortalidade. Este é o primeiro estudo que investigou efeitos da marcação na reprodução de peixes neotropicais e, uma vez que métodos e marcas utilizadas não são espécie-específicos, inferimos que efeitos similares podem ocorrer em outras espécies.(AU)

Radiotagging a long-distance migratory Characiform fish: reproduction after surgery, tag losses, and effects in weight

Although biotelemetry studies bring useful information, tagging is a highly invasive procedure. For this reason, we assess if intracoelomic tagging alters survivorship, weight gain and/or reproductive capacity of a neotropical migratory fish. In August 2016, 60 fish were equally and randomly distributed among 3 treatments: Control (anesthesia), sham surgery (anesthesia and surgery), and true surgery (anesthesia, surgery and tagging). Surveys for weight and tag expulsion were performed periodically from surgery through spawning (November/2016), with a final survey occurring in May/2017. Mortality was higher in true surgery (25% died) and for males. Twenty percent expelled tags, and initial weight loss followed by gain were verified for all treatments. Females of all treatments spawned, and fecundity and fertility were not different. Then, future studies should consider the losses due to death and tag expulsion when defining the sample number. We also encourage further investigations about differences in mortality between sex and weight variation, as well as any other factor that leads to increase in mortality. This is the first study that investigated tagging effects in reproduction of neotropical fishes, and since the methods and tags used are not species-specific, we infer that similar effects could occur in other species.(AU)

Embora estudos de biotelemetria gerem informações úteis, processos de marcação são invasivos. Por isso, avaliamos se a marcação intracelomática altera sobrevivência, ganho de peso e/ou capacidade reprodutiva de um peixe migrador neotropical. Em agosto de 2016, 60 peixes foram distribuídos igualmente e aleatoriamente entre os tratamentos controle (anestesia), cirurgia-falsa (anestesia e cirurgia) e cirurgia-verdadeira (anestesia, cirurgia e marcação). Vistorias para pesagem e observação de expulsão de marcas foram realizadas periodicamente da cirurgia até a desova (novembro/2016), com uma vistoria final em maio/2017. A mortalidade foi maior nos peixes marcados (25% morreram) e entre machos. Vinte por cento expulsaram as marcas e, para todos os tratamentos, foi observado perda de peso inicial com posterior recuperação. Fêmeas de todos os tratamentos desovaram; fecundidade e fertilidade não foram diferentes. Novos estudos devem considerar as perdas de marcas por mortalidade e rejeição na definição do número amostral. Também recomendamos estudos que investiguem a mortalidade diferencial entre sexos e variação de peso, bem como fatores causadores de mortalidade. Este é o primeiro estudo que investigou efeitos da marcação na reprodução de peixes neotropicais e, uma vez que métodos e marcas utilizadas não são espécie-específicos, inferimos que efeitos similares podem ocorrer em outras espécies.(AU)

Physical habitat as predictor of fish trophic structure in Brazilian Atlantic rainforest streams

ABSTRACT Trophic structure of fish assemblages is one of the most sensitive indicators of changes in streams environments. Since it is crucial to understand the response of trophic groups to habitat alteration, our study aimed to address this research gap by assessing the influence of substrate composition, meso-habitat variability, and bank stability, on the richness, biomass, and number of individuals of carnivores, invertivores, omnivores, and herbivorous-detritivores. Using an electrofishing device, we sampled 13 Atlantic rainforest streams reaches in a degradation gradient, located in the upper Paranapanema river basin. Sample points were ranked using a physical habitat index. More pristine streams had high availability of twigs, trunks, rocks and boulders in the substrate, great meso-habitat variability, and the presence of roots, trunks, and rocks in the margins. Canonical correlations between habitat characteristics and trophic groups explained more than 90% of data variability. Richness and number of individuals of invertivores increased in more preserved stream reaches, while richness of carnivores and number of individuals of omnivores decreased. These results demonstrate that trophic structure varies according to level of degradation, and that invertivore richness represents the best indicator of fish trophic structure responses to physical habitat alterations in streams.

RESUMO A estrutura trófica da assembleia de peixes é um dos indicadores mais sensíveis a alterações ambientais em riachos. Considerando a relevância de entender a resposta de grupos tróficos à alteração ambiental, este estudo buscou preencher esta lacuna científica avaliando a influência da composição do substrato, variabilidade de meso-hábitats e estabilidade das margens sobre riqueza, biomassa e número de indivíduos de peixes carnívoros, invertívoros, onívoros e herbívoros-detritívoros. Amostramos com pesca elétrica 13 trechos de riachos de Mata Atlântica com estado de conservação variável, localizados na parte superior da bacia do alto rio Paranapanema. Os pontos amostrais foram ranqueados pelo índice de hábitat fisico. Riachos mais presevados apresentaram mais galhos, troncos, matacões e blocos no substrato, maior variabilidade de meso-hábitats e maior quantidade de raízes, troncos e rochas nas margens. As correlações canônicas explicaram mais de 90% da variabilidade dos dados. A riqueza e o número de indivíduos de invertívoros aumentaram em riachos mais preservados, enquanto que a riqueza de carnívoros e o número de indivíduos onívoros diminuíram. Estes resultados demonstram que a estrutura trófica varia em resposta ao nível de preservação, e que a riqueza de invertívoros é o melhor indicador de respostas da estrutura trófica às alterações do hábitat em riachos.

Physical habitat as predictor of fish trophic structure in Brazilian Atlantic rainforest streams

Trophic structure of fish assemblages is one of the most sensitive indicators of changes in streams environments. Since it is crucial to understand the response of trophic groups to habitat alteration, our study aimed to address this research gap by assessing the influence of substrate composition, meso-habitat variability, and bank stability, on the richness, biomass, and number of individuals of carnivores, invertivores, omnivores, and herbivorous-detritivores. Using an electrofishing device, we sampled 13 Atlantic rainforest streams reaches in a degradation gradient, located in the upper Paranapanema river basin. Sample points were ranked using a physical habitat index. More pristine streams had high availability of twigs, trunks, rocks and boulders in the substrate, great meso-habitat variability, and the presence of roots, trunks, and rocks in the margins. Canonical correlations between habitat characteristics and trophic groups explained more than 90% of data variability. Richness and number of individuals of invertivores increased in more preserved stream reaches, while richness of carnivores and number of individuals of omnivores decreased. These results demonstrate that trophic structure varies according to level of degradation, and that invertivore richness represents the best indicator of fish trophic structure responses to physical habitat alterations in streams.(AU)

A estrutura trófica da assembleia de peixes é um dos indicadores mais sensíveis a alterações ambientais em riachos. Considerando a relevância de entender a resposta de grupos tróficos à alteração ambiental, este estudo buscou preencher esta lacuna científica avaliando a influência da composição do substrato, variabilidade de meso-hábitats e estabilidade das margens sobre riqueza, biomassa e número de indivíduos de peixes carnívoros, invertívoros, onívoros e herbívoros-detritívoros. Amostramos com pesca elétrica 13 trechos de riachos de Mata Atlântica com estado de conservação variável, localizados na parte superior da bacia do alto rio Paranapanema. Os pontos amostrais foram ranqueados pelo índice de hábitat fisico. Riachos mais presevados apresentaram mais galhos, troncos, matacões e blocos no substrato, maior variabilidade de meso-hábitats e maior quantidade de raízes, troncos e rochas nas margens. As correlações canônicas explicaram mais de 90% da variabilidade dos dados. A riqueza e o número de indivíduos de invertívoros aumentaram em riachos mais preservados, enquanto que a riqueza de carnívoros e o número de indivíduos onívoros diminuíram. Estes resultados demonstram que a estrutura trófica varia em resposta ao nível de preservação, e que a riqueza de invertívoros é o melhor indicador de respostas da estrutura trófica às alterações do hábitat em riachos.(AU)

Evaluation of techniques used to protect tailrace fishes during turbine maneuvers at Três Marias Dam, Brazil

Turbine dewatering and stop/startup may lead to the death of tons of fish at Brazilian power dams. The Três Marias Dam (TMD) on the São Francisco River has adopted two techniques to reduce the quantity of fish, mostly mandi (Pimelodus maculatus, Pimelodidae), affected by these maneuvers. They are: (i) spill before turbine dewatering to attract fish out of the tailrace, and (ii) fish screens in the stop log slots during turbine stop/startup to prevent fish from entering the draft tube. Here, we investigated whether spill and fish screens reduced the quantity of fish affected by turbine dewatering and stop/startup at TMD. We also determined whether the biomass of mandi trapped during turbine dewatering may be predicted by turbine discharge (Q) and/or catch per unit effort (CPUE) of mandis in the tailrace. Due to insufficient statistical power, our data were inconclusive as to whether spill attracted mandi out of the tailrace. We verified that the presence of fish screens significantly reduced the biomass of dead/moribund fish during turbine stop/startup. The biomass of mandis trapped in the draft tube during turbine dewatering was mainly influenced by Q (r² = 0.67), followed by CPUE (r² = 0.49). Since the trapped fish biomass correlated negatively with Q, we recommend that Q be maximized before turbine dewatering to reduce quantity of mandi trapped in the draft tube. The information presented here may be useful for reducing the quantity of fish affected by turbine maneuvers at TMD, as well as other dams.(AU)

Drenagem e parada/partida de turbina podem provocar a morte de toneladas de peixes em usinas hidrelétricas brasileiras. A usina de Três Marias (UTM), rio São Francisco, adotou duas técnicas para reduzir a quantidade de peixes, principalmente do mandi (Pimelodus maculatus, Pimelodidae), afetada durante essas manobras. Essas são: (i) vertimento antes da drenagem de turbina para atrair peixes para fora do canal de fuga, e (ii) grades nas guias das comportas ensecadeiras durante paradas/partidas para prevenir a entrada de peixes no tubo de sucção. Neste estudo, investigamos se o vertimento e as grades reduziram a quantidade de peixes afetados durante drenagem e parada/partida de turbina na UTM. Nós também determinamos se a biomassa de mandis aprisionados em drenagem de turbina pode ser predita pela vazão da turbina (Q) e/ou pela captura por unidade de esforço (CPUE) de mandis no canal de fuga. Devido ao poder estatístico insuficiente, nossos dados foram inconclusivos se o vertimento atraiu mandis para fora do canal de fuga. Verificamos que a presença das grades reduziu significativamente a biomassa de peixes mortos/moribundos em paradas/partidas de turbinas. A biomassa de mandis aprisionada no tubo de sucção nas drenagens foi influenciada principalmente pelo Q (r² = 0.67), seguida da CPUE (r² = 0.49). Como essa biomassa foi negativamente correlacionada com Q, recomendamos que Q seja máxima antes da drenagem para reduzir a biomassa de mandis aprisionada no tubo de sucção. Acreditamos que as informações apresentadas aqui poderão ser úteis para reduzir a quantidade de peixes afetada em manobras de turbinas na UTM e outras usinas hidrelétricas.(AU)

Evaluation of techniques used to protect tailrace fishes during turbine maneuvers at Três Marias Dam, Brazil

Turbine dewatering and stop/startup may lead to the death of tons of fish at Brazilian power dams. The Três Marias Dam (TMD) on the São Francisco River has adopted two techniques to reduce the quantity of fish, mostly mandi (Pimelodus maculatus, Pimelodidae), affected by these maneuvers. They are: (i) spill before turbine dewatering to attract fish out of the tailrace, and (ii) fish screens in the stop log slots during turbine stop/startup to prevent fish from entering the draft tube. Here, we investigated whether spill and fish screens reduced the quantity of fish affected by turbine dewatering and stop/startup at TMD. We also determined whether the biomass of mandi trapped during turbine dewatering may be predicted by turbine discharge (Q) and/or catch per unit effort (CPUE) of mandis in the tailrace. Due to insufficient statistical power, our data were inconclusive as to whether spill attracted mandi out of the tailrace. We verified that the presence of fish screens significantly reduced the biomass of dead/moribund fish during turbine stop/startup. The biomass of mandis trapped in the draft tube during turbine dewatering was mainly influenced by Q (r² = 0.67), followed by CPUE (r² = 0.49). Since the trapped fish biomass correlated negatively with Q, we recommend that Q be maximized before turbine dewatering to reduce quantity of mandi trapped in the draft tube. The information presented here may be useful for reducing the quantity of fish affected by turbine maneuvers at TMD, as well as other dams.

Drenagem e parada/partida de turbina podem provocar a morte de toneladas de peixes em usinas hidrelétricas brasileiras. A usina de Três Marias (UTM), rio São Francisco, adotou duas técnicas para reduzir a quantidade de peixes, principalmente do mandi (Pimelodus maculatus, Pimelodidae), afetada durante essas manobras. Essas são: (i) vertimento antes da drenagem de turbina para atrair peixes para fora do canal de fuga, e (ii) grades nas guias das comportas ensecadeiras durante paradas/partidas para prevenir a entrada de peixes no tubo de sucção. Neste estudo, investigamos se o vertimento e as grades reduziram a quantidade de peixes afetados durante drenagem e parada/partida de turbina na UTM. Nós também determinamos se a biomassa de mandis aprisionados em drenagem de turbina pode ser predita pela vazão da turbina (Q) e/ou pela captura por unidade de esforço (CPUE) de mandis no canal de fuga. Devido ao poder estatístico insuficiente, nossos dados foram inconclusivos se o vertimento atraiu mandis para fora do canal de fuga. Verificamos que a presença das grades reduziu significativamente a biomassa de peixes mortos/moribundos em paradas/partidas de turbinas. A biomassa de mandis aprisionada no tubo de sucção nas drenagens foi influenciada principalmente pelo Q (r² = 0.67), seguida da CPUE (r² = 0.49). Como essa biomassa foi negativamente correlacionada com Q, recomendamos que Q seja máxima antes da drenagem para reduzir a biomassa de mandis aprisionada no tubo de sucção. Acreditamos que as informações apresentadas aqui poderão ser úteis para reduzir a quantidade de peixes afetada em manobras de turbinas na UTM e outras usinas hidrelétricas.