Changes in ecosystem functions generated by fish populations after the introduction of a non-native predator (Cichla kelberi) (Perciformes: Cichlidae)

The introduction of non-native predators is a matter of great concern, but their impacts on ecosystem functions remain poorly understood. We investigated how changes in fish diversity following the invasion of Cichla kelberi affected ecosystem functions generated by fish populations. Fish assemblages were sampled in macrophyte patches in a Neotropical impoundment over a 5-year period, before and after the introduction of the predator. We assigned seven ecosystem functions (26 trait-states) to each fish species, and examined how these functions behaved after the invasion. We collected 577 fish belonging to 25 species. Species richness, fish biomass and main species declined significantly over periods. The biomass of ecosystem functions changed significantly over time, and most trait-states declined. Few trait-states were lost, but all functions had at least one trait-state reduced by more than 85%. A null model analysis showed that changes in functions were not driven by species identities, while species richness correlated positively with total biomass and with most functions, suggesting that the loss of taxa and biomass drove observed changes in ecosystem functions. Our study provided evidence that community disassembly associated with the invasion of C. kelberi translated to the decline of several ecosystem functions, affecting energy mobilization and transference.(AU)

A introdução de predadores não-nativos tem gerado grande preocupação, mas seus impactos sobre a geração de funções ecossistêmicas permanecem pouco investigados. O presente estudo investigou como mudanças na diversidade de peixes, associadas com a invasão de Cichla kelberi, afetaram funções ecossistêmicas geradas por populações de peixes. As assembleias de peixes foram amostradas em bancos de macrófitas em um grande reservatório Neotropical durante um período de cinco anos, antes e depois da introdução do predador. Um conjunto de funções ecossistêmicas (26 trait-states) foi atribuído a cada espécie de peixe, e examinamos como as funções se comportaram depois da invasão. Foram coletados 577 peixes pertencentes a 25 espécies. Registramos declínio significativo da riqueza de espécies, biomassa total e biomassa das principais espécies ao longo dos períodos. A biomassa das funções ecossistêmicas mudou significativamente ao longo do tempo, e a maioria dos trait-states declinou. Poucos trait-states foram perdidos, mas todas as funções tiveram pelo menos um trait-state reduzido em mais de 85%. Uma análise de modelos nulos mostrou que as mudanças nas funções não foram impulsionadas pela identidade das espécies, enquanto que a riqueza de espécies correlacionou positivamente com a biomassa total e com a maioria das funções, sugerindo que a perda de espécies e biomassa impulsionou as mudanças observadas nas funções ecossistêmicas. Nosso estudo apresenta evidências de que a desestruturação da comunidade, associada com a invasão de C. kelberi, se traduziu no declínio de várias funções ecossistêmicas, afetando a mobilização e transferência de energia.(AU)

Taxonomic and functional turnover of Amazonian stream fish assemblages is determined by deforestation history and environmental variables at multiple scales

High rates of deforestation, either in the past or the present, affect many of the ecological processes in streams. Integrating deforestation history and the current landscape structure enhances the evaluation of ecological effects of land-use change. This is especially true when contemporary landscape conditions are similar but the temporal path to those conditions differs. One approach that has shown promise for evaluating biodiversity responses over time and space is the β-diversity partitioning, which combines taxonomic and functional trait-based approaches. We tested hypotheses related to stream fish assemblages' turnover in watersheds with different environmental conditions and deforestation histories. We sampled fish from 75 watersheds in the Machado River basin, Brazil, and environmental factors were quantified at multiple scales. Taxonomic turnover was higher than expected by chance, whereas functional turnover was lower than expected by the observed taxonomic turnover, indicating that deterministic processes are structuring these assemblages. The turnover, and the environmental factors differed among watersheds with different deforestation histories. Besides being scale-dependent, turnover patterns are also likely dependent on land use dynamics and involve time-lags.(AU)

Altas taxas de desmatamento, seja no passado ou no presente, afetam muitos processos ecológicos em riachos. Integrar o histórico do desmatamento à estrutura atual da paisagem melhora a avaliação dos efeitos ecológicos da mudança do uso do solo. Isto é especialmente verdadeiro quando as condições da paisagem contemporânea são semelhantes, mas seguiram trajetórias distintas. Uma abordagem promissora para avaliar as respostas da biodiversidade ao longo do tempo e espaço é a partição da diversidade-β, que combina abordagens taxonômica e funcional. Testamos hipóteses relacionadas à substituição das assembleias de peixes de riachos em microbacias com diferentes condições ambientais e histórias de desmatamento. Amostramos 75 microbacias na bacia do rio Machado, fatores ambientais foram quantificados em múltiplas escalas. A substituição taxonômica foi maior do que esperada pelo acaso, enquanto a substituição funcional foi menor do que o esperado pela substituição taxonômica, indicando que as assembleias são estruturadas por processos determinísticos. As substituições e fatores ambientais diferiram entre microbacias com históricos de desmatamento distintos. Além de serem escala-dependentes, os padrões de substituição provavelmente são dependentes da dinâmica do uso do solo, envolvendo defasagem temporal.(AU)

Aquatic food webs in mangrove and seagrass habitats of Centla Wetland, a Biosphere Reserve in Southeastern Mexico

Mangrove and seagrass habitats are important components of tropical coastal zones worldwide, and are conspicuous habitats of Centla Wetland Biosphere Reserve (CWBR) in Tabasco, Mexico. In this study, we examine food webs in mangrove- and seagrass-dominated habitats of CWBR using stable isotope ratios of carbon and nitrogen. Our objective was to identify the importance of carbon derived from mangroves and seagrasses to secondary production of aquatic consumers in this poorly studied conservation area. Carbon and nitrogen isotope ratios of basal sources and aquatic consumers indicated that the species-rich food webs of both habitats are dependent on riparian production sources. The abundant Red mangrove Rhizophora mangle appears to be a primary source of carbon for the mangrove creek food web. Even though dense seagrass beds were ubiquitous, most consumers in the lagoon food web appeared to rely on carbon derived from riparian vegetation (e.g. Phragmites australis). The introduced Amazon sailfin catfish Pterygoplichthys pardalis had isotope signatures overlapping with native species (including high-value fisheries species), suggesting potential competition for resources. Future research should examine the role played by terrestrial insects in linking riparian and aquatic food webs, and impacts of the expanding P. pardalis population on ecosystem function and fisheries in CWBR. Our findings can be used as a baseline to reinforce the conservation and management of this important reserve in the face of diverse external and internal human impacts.

Manguezais e pradarias de gramíneas são importantes componentes das zonas costeiras tropicais em todo o mundo, sendo habitats comuns nos ''Pântanos de Centla'', uma Reserva da Biosfera localizada em Tabasco, México. Nesse trabalho, são investigadas as teias alimentares de habitats dominados por manguezais e pradarias de gramíneas, através de isótopos estáveis de carbono e nitrogênio, tendo como objetivo identificar a importância do carbono derivado desses produtores para a produção aquática secundária nessa unidade de conservação tão pouco estudada. As razões isotópicas de carbono e nitrogênio das fontes basais e dos consumidores aquáticos indicam que as teias alimentares, ricas em espécies, de ambos os habitats, são dependentes da produção ripária. O abundante mangue-vermelho Rhizophora mangle parece ser a fonte primária de carbono no habitat dominado por manguezais. Em contraste, muito embora as pradarias de gramíneas sejam conspícuas no ambiente lagunar estudado, muitos dos consumidores da teia alimentar nessa região parecem depender do carbono oriundo da vegetação ripária (e.g. Phragmites australis).A espécie de bagre exótica Pterygoplichthys pardalis possui assinaturas isotópicas que se sobrepõem a das espécies nativas (incluindo algumas de elevado valor comercial na pesca), sugerindo competição potencial por recursos. Novas investigações deveriam avaliar o papel dos insetos terrestres como elo de conexão entre as teias alimentares da mata ripária e do ambiente aquático, bem como os impactos da expansão da população de P. pardalis sobre o funcionamento do ecossistema e das pescarias no ''Pântano de Centla''. Considerando os múltiplos impactos antrópicos na região, os resultados obtidos no presente trabalho podem ser utilizados como uma base de referência em programas de gerenciamento e conservação da diversidade nessa importante Reserva da Biosfera.