Fish diversity in the cascade of reservoirs along the Paranapanema River, southeast Brazil

The Paranapanema River is a major tributary of the upper Paraná river basin. Eleven hydropower dams regulate its main course, but no study has investigated fish diversity in these impoundments at the basin-scale. The present study investigated spatial patterns of richness, composition, and abundance of native (non-migratory and migratory) and non-native fishes in the cascade of reservoirs along the Paranapanema River. The study is based on data collected from 34 independent studies conducted in nine reservoirs (47 samples). The compilation recorded 161 species, being 111 native (14 migratory) and 50 non-native. Total richness ranged between 56 and 112 species/reservoir, with a mean of 72 (49.9 non-migratory, 8.1 migratory and 14 non-native). The number of non-migratory species showed no spatial trend along the cascade system, but migratory and non-native richness increased toward downstream reaches. We also observed spatial variation in species composition along the cascade system, but some non-native fishes were widely distributed. Migratory fishes showed low relative abundance (usually < 10%), while non-native species were common and more abundant, especially in reservoirs downstream. Our results revealed a high diversity of fishes in the cascade of impoundments, but indicated that migratory fishes are rare, while non-native species are common or dominant.(AU)

O rio Paranapanema é um dos principais afluentes da bacia do alto rio Paraná. Onze hidrelétricas regulam o seu canal principal, contudo, não existe estudo, em escala de bacia, que tenha investigado a diversidade de peixes nos represamentos. O presente estudo investigou padrões espaciais de riqueza, composição e abundância de peixes nativos (não-migradores e migradores) e não-nativos na cascata de reservatórios do rio Paranapanema. O estudo se baseou em dados coletados por 34 estudos independentes conduzidos em nove reservatórios (47 amostras). Registramos 161 espécies, sendo 111 nativas (14 migradoras) e 50 não-nativas. A riqueza total variou entre 56 e 112 espécies/reservatório, com média de 72 (49,9 nativas, 8,1 migradoras e 14 não-nativas). O número de espécies não-migradoras não apresentou padrão de variação ao longo do sistema em cascata, mas a riqueza de migradores e peixes não-nativos aumentou em direção aos trechos de jusante. A composição de espécies variou ao longo do gradiente longitudinal, porém algumas espécies não-nativas apresentaram ampla distribuição. Espécies migradoras apresentaram baixa abundância relativa (usualmente < 10%), enquanto que as não-nativas foram comuns e abundantes, especialmente em reservatórios de jusante. Os resultados revelaram alta diversidade de peixes na cascata de reservatórios, mas indicaram que peixes migradores são raros, enquanto que espécies não-nativas são comuns ou dominantes.(AU)

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)

Diet and ecomorphology of Leporinus reticulatus (Characiformes: Anostomidae) from the upper Rio Juruena, MT, Brazil: ontogenetic shifts related to the feeding ecology / Dieta e ecomorfologia de Leporinus reticulatus (Characiformes: Anostomidae) do alto Rio Juruena, MT, Brasil: alterações ontogenéticas relacionadas à ecologia alimentar

The conservation of diverse and well-distributed fish taxa, as the genus Leporinus, relies intrinsically on the knowledge of the ecological attributes of its representatives. Aiming to increase this knowledge, studies on diet and ecomorphology are ideal to provide important information about species ecology. Thus, this study aimed to analyze aspects of feeding ecology of L. reticulatus, from the upper Rio Juruena, Mato Grosso State, Brazil. The diet of specimens in different ontogenetic stages was compared, as well as their teeth morphology and ecomorphological attributes. Leporinus reticulatus presented omnivorous diet, with higher consumption of invertebrates by smaller specimens (younger ones), and gradual introduction of plant items in larger specimens (older ones). The items consumed by the individuals and the ecomorphological attributes indicated that the species is generalist and opportunistic, besides its association with the river bottom, evidencing a benthic feeding behavior. This species presents a gradual ontogenetic modification in teeth shape and mouth positioning, ranging from a terminal mouth with tricuspid teeth, in smaller specimens, to an inferior mouth with spatula shaped teeth with no cusps, in larger specimens.The ecomorphological attributes indicate an increasing swimming efficiency, and ability for performing vertical displacements, along the ontogenetic development, which in addition to the morphological ontogenetic alterations in the buccal apparatus, contributes to a better ability to explore another niches.

A conservação de táxons de peixes de grande diversidade e amplamente distribuídos, como o gênero Leporinus, depende intrinsicamente do conhecimento de atributos ecológicos de seus representantes. Objetivando o aumento deste conhecimento, estudos que abordam a dieta e a ecomorfologia são ideais para prover informações importantes sobre a ecologia de espécies. Assim, este trabalho teve como objetivo analisar aspectos da ecologia alimentar de L. reticulatus originários do alto Rio Juruena, estado do Mato Grosso, Brasil. Foi comparada a dieta de espécimes em diferentes estágios ontogenéticos, assim como a morfologia dos dentes e atributos ecomorfológicos. Leporinus reticulatus apresentou dieta onívora, com maior consumo de invertebrados pelos espécimes de menor porte (mais jovens), e introdução gradual de itens vegetais por espécimes de maior porte (mais velhos). Os itens consumidos pelos indivíduos e os atributos ecomorfológicos indicaram que esta espécie é generalista e oportunista, além de sua associação com o fundo do rio, evidenciando um comportamento alimentar bentônico. Esta espécie apresenta modificação ontogenética gradual no formato dos dentes e posição da boca, variando de uma boca terminal e dentes tricúspides, em espécimes menores, a uma boca inferior e dentes em forma de espátula sem cúspides, em espécimes maiores. Os atributos ecomorfológicos indicaram um crescente aumento na eficiência natatória, e na habilidade de realizar deslocamentos verticais, ao longo do desenvolvimento ontogenético, o que, em conjunto às alterações morfológicas ontogenéticas no aparato bucal, contribuem para uma melhor habilidade em explorar outros nichos.

The fish fauna in the fish passage at the Ourinhos Dam, Paranapanema River

The composition and abundance of the fish assemblage were evaluated in the fish ladder of Ourinhos Dam, the newest dam (closed in 2005) in the cascade of dams constructed on the Paranapanema River. Samplings were carried out three times on a diel cycle, in three sampling periods, two in the warm season and one in the cold season of 2008 - 2009. The ladder was closed and emptied and the entire fish assemblage was sampled and identified. Most individuals were released alive downstream of the dam. The assemblage found in the ladder was compared with the fish fauna sampled in the reservoir and in downstream sites, in the same period. Twenty seven species and a total of 4682 individuals were caught in the ladder. Pimelodus maculatus was the only migratory species, which was caught in low number in the ladder (0.04% of the total captured), where small sedentary species predominated. The most abundant species were the non-migratory Apareiodon affinis, Bryconamericus stramineus, Astyanax fasciatus and Parodon nasus. Individuals observed in the ladder's window were moving up- and down the passage. The fish ladder is a microhabitat inhabited by an abundant association of benthic organisms that is probably used as a food resource for the fish assemblage in the ladder. The similarity between the fish fauna in the ladder and that of the Ourinhos Reservoir was low (26%). The species richness of migrants in the stretch between the uspstream reservoir (Chavantes) and the downstream one (Salto Grande), before the Ourinhos dam closure (23 species) was reduced to 16 and 12 species in Salto Grande and Ourinhos reservoirs, respectively, after the dam closure, and to a single species in the ladder.

A composição e abundância da ictiofauna da escada de peixes da barragem de Ourinhos, a mais nova hidrelétrica (fechada em 2005) na sequência de barragens construídas no rio Paranapanema, foram avaliadas três vezes em um ciclo diário, em três períodos de coleta, dois no verão e um no inverno de 2008-2009. A escada foi fechada e esvaziada e os peixes coletados e identificados, antes da devolução da maior parte deles a jusante. A ictiofauna da escada foi comparada à do reservatório de Ourinhos, coletada na mesma época. Vinte e sete espécies e 4862 indivíduos foram coletados na escada. Pimelodus maculatus foi a única espécie migradora coletada, mas em número baixo na escada, onde predominaram espécies sedentárias pequenas. As espécies mais abundantes foram as sedentárias Apareiodon affinis, Bryconamericus stramineus, Astyanax fasciatus e Parodon nasus. Observações feitas na janela da escada revelaram que os peixes realizavam movimentos ascendentes e descendentes. A escada de peixes é um microhabitat habitado por uma abundante associação de organismos bentônicos que é provavelmente usada como recurso alimentar pela ictiofauna na escada. A similaridade entre a ictiofauna no reservatório de Ourinhos e na escada é baixa (26%). A riqueza de espécies migradoras no trecho entre os reservatórios a montante (Chavantes) e a jusante (Salto Grande), antes do fechamento da barragem de Ourinhos (23 espécies) foi reduzida para 16 e 12 espécies, respectivamente em Salto Grande e Ourinhos, depois do fechamento da barragem, e a apenas uma espécie na escada.

The fish fauna of the Jacaré-Guaçu River basin, Upper Paraná River basin / Ictiofauna da bacia do Rio Jacaré-Guaçu, bacia do Alto Rio Paraná

This study aimed to evaluate the fish fauna composition and distribution in different environments, up- and downstream the Gavião Peixoto Dam, in the Jacaré-Guaçu River basin. Most of the sampled ichthyofauna is autochthonous, and the majority of the species belongs to the orders Characiformes and Siluriformes. The order Characiformes comprised most of the specimens caught, Astyanax altiparanae being the most abundant species. All the studied environments were characterized by the massive occurrence of accidental species and low similarity between their ichthyofauna. In general, a greater number of species and higher values of the diversity index were observed downstream of the dam. The fish diversity in the studied habitats was positively correlated with the water body depth, and negatively correlated with the water conductivity. This last correlation may be an indicative of the negative influence of the pollution of the Jacaré-Guaçu basin on the local fish fauna.

Este estudo teve como objetivo avaliar a composição e distribuição da ictiofauna em diferentes ambientes, a montante e a jusante da PCH Gavião Peixoto, na bacia do Rio Jacaré-Guaçu. A grande maioria da ictiofauna amostrada é autóctone e pertencente às ordens Characiformes e Siluriformes. A ordem Characiformes foi a que apresentou o maior número de espécimes capturados, sendo Astyanax altiparanae a espécie mais abundante em toda a bacia. Todos os ambientes estudados foram caracterizados pela alta ocorrência de espécies acidentais e apresentaram baixa similaridade entre suas ictiofaunas, principalmente quando comparados os ambientes a jusante com os ambientes a montante do barramento da PCH Gavião Peixoto. No geral, os ambientes a jusante apresentaram maior número de espécies e maiores valores do índice de diversidade. A diversidade de peixes nos ambientes estudados foi positivamente correlacionada com a profundidade do corpo d'água e negativamente correlacionada com a condutividade da água. Esta última correlação pode ser um indicativo da influência negativa da poluição registrada na bacia do Rio Jacaré-Guaçu sobre a ictiofauna local.

Biology and population features of a rare species of Pseudopimelodidae from the Upper Paraná River Basin / Biologia e características populacionais de uma espécie rara de Pseudopimelodidae da Bacia do Alto Rio Paraná

Streams contain an expressive fraction of the South American fish diversity, mostly composed of small-sized, endemic, and rare species. Populational, reproductive, and diet aspects of Microglanis garavelloi were studied, aiming to make a wide characterization of this species of bumblebee catfish. This is an endemic species of the Upper Paraná River Basin, and the only representative of the genus in the watershed. It is a littoral-dweller of small rivers, with asymptotic length of 34.1 mm and a population mostly composed of individuals with 20-30 mm of standard length. This species presents high fecundity and mortality rate, and low longevity and growth rate. It is a total spawner, October to February being the spawning period, and probably has brood care behavior, as has been already observed for some Heptapteridae species. The species can be considered an active predator, probably presenting benthic life like most siluriforms, having a diet uniquely composed of aquatic insect larvae. This species occurs as small populations patchily distributed in the Upper Paraná River Basin. This population characteristic, combined with the progressive environmental degradation of its habitats, points to a situation of constant threat that could lead to an irreversible extinction process.

Rios de pequeno porte abrigam uma importante fração da diversidade ictiofaunística sul-americana, caracterizada principalmente por espécies endêmicas, raras e de pequeno porte. Com o objetivo de realizar uma ampla caracterização da espécie Microglanis garavelloi, encontrada em pequenos corpos d'água da Bacia do Alto Rio Paraná, foram estudados alguns de seus aspectos populacionais, reprodutivos e alimentares. Essa espécie é endêmica do Alto Rio Paraná, sendo a única representante do gênero nessa bacia. Ela ocupa principalmente a região litorânea de pequenos rios, apresenta comprimento assintótico de 34,1 mm, e população composta principalmente por indivíduos com comprimento padrão entre 20 e 30 mm. Esta espécie apresenta alta fecundidade, alta taxa de mortalidade, baixa longevidade e baixa taxa de crescimento. Além disso, apresenta desova total, que ocorre de outubro a fevereiro e, provavelmente, apresenta comportamento de cuidado com a prole, como já observado em algumas espécies de Heptapteridae. Sua dieta é baseada unicamente em larvas de insetos aquáticos, podendo ser considerada uma predadora com comportamento alimentar ativo e, provavelmente, apresenta vida bentônica, como a maioria dos Siluriformes. Esta espécie ocorre como populações pequenas com distribuição fragmentada na bacia do Alto Rio Paraná. Esta característica populacional, acrescida da constante degradação ambiental em seus hábitats, indica uma situação de constante ameaça que pode levar a um irreversível processo de extinção.

Production of the rotifer Brachionus plicatilis (Ploimida: Brachionidae) in a Brazilian coastal lagoon

Secondary production, density and biomass fluctuations, and some reproductive aspects of the rotifer Brachionus plicatilis were studied weekly for two years in a Brazilian coastal lagoon. Food (and secondarily temperature) seemed to be the main factor involved in the summer increments. In the first summer, a mass mortality of fish caused changes in the phytoplankton, which switched from the dominance of Cyanophyceae to Chlorophyceae and other groups. For two months, production, density and biomass were relatively high until the recovery of the Cyanophyceae dominance. In the second summer, peaks of shorter duration and higher values of production, in comparison to the first one, were found. The contribution of resting eggs hatching, in the first summer, and the increment in parthenogenetic reproduction, in the second summer, would account for the population increases observed. Males and mictic females occurred when densities were high.