Fish passages in South America: an overview of studied facilities and research effort

River regulation has fragmented fluvial ecosystems in South America, affecting fish migration and dispersion dynamics. In response, authorities have installed fish passage facilities (FPF) to mitigate impacts. However, little is known about the geographical distribution of these facilities, and no synthesis of the research effort applied to understanding their functioning and limitations exists. To address this issue, our study gathered the available scientific literature about fishways in South America to provide an overview of studied FPF and associated research effort. We found 80 studies that investigated 25 FPF, mostly ladders installed in the upper reaches of large rivers, particularly in the Paraná River Basin. One important finding is that most facilities do not lead to upstream and/or downstream sites due to the presence of other dams with no FPF. Though the number of studies has increased over the past 10 years, there is no consistent trend towards increased research effort. Overall, studies have focused on the fishway itself (i.e. upstream passage), and rarely evaluated broader issues (i.e. habitat distribution, population dynamics, conservation and management success). Our research therefore identified technical limitations of past studies, and revealed important gaps in the knowledge of FPF as a management tool.(AU)

A implantação de barragens tem perturbado e fragmentado os ecossistemas fluviais da América do Sul, afetando a migração dos peixes e dinâmicas de dispersão. Sistemas de transposição de peixes (STPs) têm sido instalados na tentativa de atenuar esses impactos. No entanto, pouco se sabe sobre a distribuição geográfica desses dispositivos, bem como o esforço de pesquisa aplicado para entender seu funcionamento e limitações. Nosso trabalho reuniu a literatura disponível com a finalidade de fornecer um panorama sobre os mecanismos investigados na América do Sul, bem como revelar o esforço e perfil das pesquisas. Encontramos 80 estudos que investigaram 25 STPs, a maioria escadas instaladas nos trechos superiores de grandes rios, particularmente na bacia do rio Paraná. Um resultado interessante é que a maior parte dos STPs está desconectada de trechos a montante e jusante devido à presença de outras barragens sem STPs. Embora o número de estudos tenha aumentado na última década, não registramos tendência consistente de incremento ao longo dos anos. No geral, os estudos abordam aspectos do próprio STP, especificamente a passagem ascendente, ignorando temas mais abrangentes (i.e. distribuição de habitats, dinâmica populacional). Além disso, o foco da pesquisa se direciona especialmente às questões de eficiência da passagem e raramente ao contexto da conservação e sucesso do manejo. Nossa avaliação, portanto, indicou que os estudos pretéritos são tecnicamente limitados, revelando importantes lacunas sobre o conhecimento dos STPs como medida de manejo.(AU)

Ecology of Mylesinus paucisquamatus Jégu & Santos, 1988, an endangered fish species from the rio Tocantins basin

Mylesinus paucisquamatus is a threatened fish endemic to the rio Tocantins basin, with little information about its natural history. Using monitoring data obtained between 1998 and 2009, we investigated the spatial distribution, feeding and reproduction of this species in a long stretch of the middle-upper rio Tocantins. Eighty-one individuals were captured over a decade of intensive sampling. In addition, we recorded the species in only 13 out of 35 sites, particularly in the Tocantins and Paranã rivers. Most individuals were captured alone, while the remaining formed small groups. These results indicate that this fish is rheophilic and rare. We recorded seasonal variation in fish abundance, with higher values during the dry season, indicating seasonal movements. The species is herbivorous and specialized in the consumption of plants attached to substrates, particularly bryophytes. We also observed seasonality in reproduction, since reproductive activity increased during the early dry season. These ecological traits, e.g. , rarity, rheophilic and specialized feeding habits, indicates that M. paucisquamatus is vulnerable to environmental changes, particularly river damming. Considering that three large dams currently regulate and fragment this section of the rio Tocantins, the persistence of this species is jeopardized, demanding effective conservation actions.

Mylesinus paucisquamatus é um peixe endêmico da bacia do rio Tocantins, ameaçado de extinção mas com escassa informação sobre sua história natural. Usando dados de monitamentos obtidos entre 1998 e 2009, investigamos a distribuição espacial, ecologia alimentar e reprodução desta espécie em um longo trecho do médio-alto rio Tocantins. Um total de 81 indivíduos foi capturado em mais de uma década de monitoramento. Além disso, a espécie ocorreu em apenas 13 dos 35 locais monitorados, principalmente nos canais dos rios Tocantins e Paranã. A maior parte dos indivíduos foi capturado sozinho, enquanto que os demais foram capturados em pequenos grupos (dois a cinco indivíduos). Tais resultados indicam que a espécie é reofílica e rara. Registramos variação sazonal de abundância, com valores mais elevados durante a estiagem, o que indica deslocamentos sazonais. A espécie é herbívora e especializada no consumo de plantas ancoradas em substratos, particularmente briófitas. A reprodução foi também sazonal, com aumento da atividade durante o início da estação de estiagem. Essas características ecológicas, e.g. , raridade, hábito reofílico e hábito alimentar especializado, indica que M. paucisquamatus é vulnerável a mudanças ambientais, particularmente o barramento de rios. Considerando que atualmente três grandes barragens regulam e fragmentam esse trecho do rio Tocantins, a persistência da espécie encontra-se severamente ameaçada, demandando ações de conservação efetivas.

The metabolic theory of ecology convincingly explains the latitudinal diversity gradient of neotropical freshwater fish.

In the context of diversity gradients, the metabolic theory of ecology (MTE) posits that the logarithm of species richness should decrease linearly with the inverse of temperature, resulting in a specific slope. However, the empirical validity of this model depends on whether the data do not violate certain assumptions. Here, we test the predictions of MTE evaluating all of its assumptions simultaneously. We used Neotropical freshwater fish and tested whether the logarithm of species richness varied negatively and linearly with temperature, resulting in the slope value specified by the MTE. As we observed that the assumption of the energetic equivalence of populations was not achieved, we also analyzed whether the energetic nonequivalence of populations could be responsible for the possible lack of fit to the MTE predictions. Our results showed that the relationship between richness and the inverse of temperature was linear, negative and significant and included the slope value predicted by the MTE. With respect to the assumptions, we observed that there was no spatial variation in the average energy flux of populations or in the body size and abundance of species. However, the energetic equivalence of populations was not achieved and the violation of this assumption did not affect the predictive power of the model. We conclude that the validity of the assumptions (spatial invariance in the average flux energy of populations and spatial invariance in the body size and abundance, especially) is required for the correct interpretation of richness patterns. Furthermore, we conclude that MTE is robust in its explanation of diversity gradients for freshwater fish, proving to be a valuable tool in describing ecological complexity from individuals to ecosystems.

Reproductive biology of Rhaphiodon vulpinus (Ostariophysi: Cynodontidae) in the Tocantins River Basin, Brazil

In order to evaluate aspects of the reproductive biology of Rhaphiodon vulpinus in the Upper and Middle Tocantins River, samples were taken monthly from October, 1999 through September, 2001, by means of gill nets. Males, which were more abundant than females (chi2 146.87: df=1: p<0.05), matured at a smaller size. The reproductive period of the species extended essentially from November through January, with a peak of activity in November. Fecundity, with an estimated mean value of 98,185 oocytes, varied from 38,177 to 215,841 oocytes, and it did not correlate with the length of the individual female analyzed (r=0.4663: p=0.206). Relative fecundity was 130.6 oocytes/g total weight. Mature oocytes had a mean diameter of 0.98 mm, corresponding to a volume of 0.50 mm³

Visando avaliar aspectos da biologia reprodutiva de Rhaphiodon vulpinus, foram realizadas coletas mensais no período de outubro de 1999 a setembro de 2001, no alto e médio rio Tocantins utilizando redes de espera. Os machos foram mais abundantes que as fêmeas (chi2 146,87: gl=1: p<0,05) e alcançaram o tamanho de primeira maturação em comprimentos menores. O período reprodutivo da espécie se estendeu, essencialmente, de novembro até janeiro, com pico de atividade no primeiro mês. A fecundidade, com valor médio estimado de 98185 ovócitos, variou de 38177 a 215841. A correlação entre o comprimento padrão das fêmeas e a fecundidade não foi significativa (r=0,4663: p=0,206). A fecundidade relativa foi de 130,6 ovócitos/g de peso total. O diâmetro médio dos ovócitos maduros foi 0,98 mm, correspondendo a volume de 0,50 mm³