Stream fish from recently deforested basins in the Meridional Amazon, Mato Grosso, Brazil / Peixes de riachos de bacias recentemente desmatadas na Amazônia Meridional, Mato Grosso, Brasil

Abstract: The replacement of tropical forests to production systems is one of the leading causes of riverine ecosystem alterations. However, current assemblages' composition may also result from the time since these transformations have begun. Therefore, the knowledge of diversified historical scenarios can facilitate the accomplishment of actions that involve the aquatic environments recovery. In this study, an inventory of stream fish was carried out in basins whose deforestation was intensified in the last 20 years, to compose a baseline for ecological and taxonomic studies. The habitat, physical and chemical variables, and the fish assemblages from 60 streams in the northwest region of the state of Mato Grosso, in the Aripuanã and Juruena river basins, were sampled with standardized procedures. For a total of 130 species, a numerical predominance of small-sized Characidae and great rarity were registered, with 50 species represented by less than ten individuals and 19 singletons. Approximately 15% of the sampled taxa were identified only at the generic level, and for several taxa, more detailed taxonomic and molecular studies are required in order to achieve satisfactory identifications. None threatened species were so far reported. On the other hand, two specimens of non-native species were sampled. Although habitat quality is higher in forested streams, no differences in the species richness were registered when compared to the pasture with riparian forest streams or to more deforested streams. However, abundance was greater in these last two streams groups as a result of small-sized characins dominance.

Resumo: A substituição de florestas tropicais por sistemas de produção representa uma das principais fontes de alteração nos ecossistemas de riachos. Contudo, a composição atual das assembleias também depende do tempo decorrente desde o início dessas transformações e, desta forma, o conhecimento de cenários históricos variados pode facilitar a realização de ações que envolvam a recuperação de ambientes aquáticos. Neste estudo, foi realizado o inventário dos peixes de riachos em bacias cujo desmatamento foi intensificado nos últimos 20 anos, para compor uma linha de base que possa ser usada em estudos ecológicos e taxonômicos. Foram amostradas as variáveis do hábitat, físicas e químicas e os peixes de 60 riachos da região noroeste do estado de Mato Grosso, nas bacias dos rios Aripuanã e Juruena. No total, 130 espécies foram registradas, com predominância numérica de pequenos caracídeos e grande número de espécies raras, sendo 50 espécies representadas por menos que dez indivíduos e 19 por apenas um indivíduo. Aproximadamente 15% dos táxons amostrados foram identificados somente no nível genérico e vários precisam de estudos taxonômicos e moleculares mais detalhados para alcançar identificações satisfatórias. As espécies não-nativas foram representadas por dois exemplares e nenhuma espécie sabidamente ameaçada foi registrada. Embora a qualidade do hábitat seja superior nos riachos florestados, não houve diferenças na riqueza das assembleias quando comparada aos riachos de microbacias de pastagem, porém com faixa ripária florestada, ou com maior desmatamento. Contudo, a abundância foi maior nesses dois grupos de riachos, como resultado da dominância de caracídeos de pequeno porte.

Habitat use, trophic, and occurrence patterns of Inpaichthys kerri and Hyphessobrycon vilmae (Pisces: Characidae) in Amazonian streams

Fish ecomorphology and diet can help us to understand species response to impacts and coexistence patterns. Thus, we developed a comparative analysis of ecomorphology and diet of Inpaichthys kerri and Hyphessobrycon vilmae and tested for environmental variables that explain their abundance in headwater streams. We sampled streams from the Aripuanã River basin, Mato Grosso State, Brazil. We sampled environmental variables following a standardized protocol and used 30 and 80 individuals from each species to obtain ecomorphological attributes and feeding index, respectively. To identify environmental variables that influence species abundance, we developed generalized additive mixed models. Inpaichthys kerri presented broader and deeper caudal peduncles, more dorsal eyes, and larger fins, besides the lower consumption of aquatic insects, algae, and detritus when compared to H. vilmae. Inpaichthys kerri was more abundant in fast waters with little amounts of marginal grasses, conditions associated with more forested streams, while H. vilmae was more in streams with more abundant marginal grasses from pasture. Deforestation in the Aripuanã basin threatens the persistence of I. kerri, since its optimal environmental conditions tend to be replaced by H. vilmae optimal conditions. Natural history helps us to understand species occurrence and represents a substantial contribution for more effective conservation measures.(AU)

Ecomorfologia e dieta dos peixes nos ajudam a entender a resposta das espécies aos impactos e padrões de coexistência. Nós desenvolvemos uma análise comparativa da ecomorfologia e dieta de Inpaichthys kerri e Hyphessobrycon vilmae e testamos quais variáveis ambientais explicam suas abundâncias em riachos. Nós amostramos riachos da bacia do rio Aripuanã, Mato Grosso, Brasil. Amostramos variáveis ambientais seguindo protocolo padronizado e usamos 30 e 80 indivíduos de cada espécie para obter os atributos ecomorfológicos e a dieta, respectivamente. Para identificar as variáveis ambientais que influenciam a abundância, nós desenvolvemos Modelos Mistos Aditivos Generalizados. Inpaichthys kerri apresentou pedúnculos caudais mais largos e compridos, olhos mais dorsais e nadadeiras mais largas, assim como menor consumo de insetos aquáticos, algas e detritos comparado àH. vilmae. Inpaichthys kerri foi mais abundante em águas rápidas e com menos gramíneas marginais (riachos mais florestados), enquanto H. vilmae foi mais abundante em riachos com mais gramíneas (pastagem). O desmatamento no Aripuanã ameaça a persistência de I. kerri porque pode substituir as condições ambientais ótimas para essa espécie pelas condições de H. vilmae. A história natural das espécies auxilia no entendimento dos padrões de ocorrência e representa importante contribuição para medidas conservacionistas mais efetivas.(AU)

Fish complementarity is associated to forests in Amazonian streams

The functional structure of communities is commonly measured by the variability in functional traits, which may demonstrate complementarity or redundancy patterns. In this study, we tested the influence of environmental variables on the functional structure of fish assemblages in Amazonian streams within a deforestation gradient. We calculated six ecomorphological traits related to habitat use from each fish species, and used them to calculate the net relatedness index (NRI) and the nearest taxon index (NTI). The set of species that used the habitat differently (complementary or overdispersed assemblages) occurred in sites with a greater proportion of forests. The set of species that used the habitat in a similar way (redundant or clustered assemblages) occurred in sites with a greater proportion of grasses in the stream banks. Therefore, the deforestation of entire watersheds, which has occurred in many Amazonian regions, may be a central factor for the functional homogenization of fish fauna.

A estrutura funcional das comunidades é comumente medida através da variabilidade nos traços funcionais, que pode demonstrar padrões de complementaridade ou redundância. Testamos a influência de variáveis ambientais na estrutura funcional de peixes de riachos Amazônicos ao longo do gradiente de desmatamento. Para cada espécie, calculamos seis traços ecomorfológicos relacionados ao uso do hábitat e usamos esses traços para calcular o índice de proximidade de táxon (NRI) e o índice do táxon mais próximo (NTI). Os conjuntos de espécies que usam o hábitat de modo distinto (comunidades complementares) ocorreram em trechos de microbacias com maior proporção de florestas, e os conjuntos de espécies que utilizam o hábitat de forma similar (comunidades redundantes) ocorreram em trechos com maior proporção de gramíneas nas margens. Portanto, o desmatamento de microbacias inteiras, como vem acontecendo em muitas regiões Amazônicas, pode ser o fator principal para a homogeneização funcional da ictiofauna.

Functional trophic composition of the ichthyofauna of forest streams in eastern Brazilian Amazon

This study aimed to describe the functional organization of the ichthyofauna of forest streams from northeastern Pará State, Brazil, based on behavioral observation of species' feeding tactics. Seven streams were sampled between June and November, 2010, during snorkeling sessions, totaling 91h 51min of visual censuses at day, dusk, and night periods. Seventy three species distributed in six orders, 26 families and 63 genera were observed, with dominance of Characiformes, followed by Siluriformes. From information gathered by ad libitum observations, each species was included in one of 18 functional trophic groups (FTGs), according to two main characteristics: (1) its most frequently observed feeding tactic; and (2) its spatial distribution in the stream environment, considering their horizontal (margins or main channel) and vertical (water column) dimensions. The most frequent FTGs observed were Nocturnal invertebrate pickers (9 species), Diurnal channel drift feeders (8 spp.), Diurnal surface pickers (7 spp.), and Ambush and stalking predators (6 spp.). The FTGs herein defined enable a comparative analysis of the structure and composition of ichthyofauna in different basins and environmental conditions, which presents an alternative approach to the use of taxonomic structure in ecological studies. The ichthyofauna classification based in FTGs proposed in this study is compared to three other classifications, proposed by Sazima (1986), Sabino & Zuanon (1998) and Casatti et al. (2001). .

Este estudo teve como objetivo descrever a organização funcional da fauna de peixes de riachos do nordeste do estado do Pará, Brasil, com base em observações comportamentais das táticas alimentares das espécies. Sete igarapés foram amostrados entre junho e novembro de 2010 por técnicas de observações diretas durante sessões de mergulho livre, totalizando 91h 51min de observação, nos períodos diurno, crepuscular vespertino e noturno. Foram observadas 73 espécies distribuídas em seis ordens, 26 famílias e 63 gêneros, com predomínio de Characiformes, seguidos por Siluriformes. A partir de informações coligidas por observações ad libitum, as espécies foram organizadas em 18 grupos tróficos funcionais (GTFs), de acordo com duas características principais: (1) a tática alimentar observada com maior frequência; e (2) sua distribuição espacial no riacho, considerando suas dimensões lateral (margens e canal central) e vertical (coluna d'água). Os GTFs mais frequentes foram Catadores noturnos de invertebrados (9 espécies), Coletores diurnos de canal (8 spp.), Catadores diurnos de superfície (7 spp.), e Predadores de tocaia e emboscada (6 spp.). Os GTFs aqui definidos possibilitam uma análise comparativa da estrutura e composição da ictiofauna, que representa uma abordagem alternativa ao uso da estrutura taxonômica em estudos ecológicos. A classificação da ictiofauna baseada em GTFs proposta neste trabalho é comparada com outras três classificações, propostas por Sazima (1986), Sabino & Zuanon (1998) e Casatti et al. (2001).