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)

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)

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.

Short-term response of fish assemblages to instream habitat restoration in heavily impacted streams

Habitat homogenization has been a major impact in stream ecosystems, and it is considered one of the main drivers of biotic homogenization as well, leading to the loss of water quality and fish diversity. In this study, we added artificial woody structures and leaf packs in physically impacted streams to test if the additions can improve habitat complexity and change the taxonomic and functional structure of fish communities. The experiment was done in eight streams impacted by siltation, deforestation, and habitat homogeneization, inserted in an agricultural landscape from the Upper Paraná River Basin, and lasted 112 days. The provision of artificial microhabitats increased instream habitat diversity by creating patches of organic matter deposits, changing flow, and providing substrate for grass colonization of the instream habitat. The experimental manipulation also changed fish species abundance. Nine species contributed to these changes, five decreased and four increased in abundance, indicating species responded differently to the experimental manipulation. However, overall species richness, diversity, and community functional traits remained unaltered. These results indicate that short-term habitat restoration on a local scale may not be enough to promote changes in fish community attributes of streams that are heavily impacted.(AU)

A homogeneização de habitats tem sido um importante impacto nos ecossistemas de riachos e também é considerada um dos principais fatores de homogeneização biótica, levando à perda da qualidade da água e da diversidade de peixes. Neste estudo, adicionamos estruturas artificiais de madeira e pacotes de folhas em riachos fisicamente impactados para testar se as adições podem aumentar a heterogeneidade do habitat e alterar a estrutura taxonômica e funcional das comunidades de peixes. O experimento foi realizado em oito riachos impactados por assoreamento, desmatamento e homogeneização de hábitat, inseridos em uma paisagem agrícola da bacia do Alto Paraná, com duração de 112 dias. O fornecimento de microhabitats artificiais aumentou a diversidade de hábitat criando manchas de depósitos de matéria orgânica, alterando o fluxo e fornecendo substrato para a colonização de grama no interior do canal. A manipulação experimental também alterou a abundância de espécies de peixes. Dentre as nove espécies que contribuíram para essas alterações, cinco diminuíram e quatro aumentaram em abundância, indicando que as espécies responderam diferentemente à manipulação experimental. No entanto, a riqueza geral de espécies, a diversidade e as características funcionais da comunidade permaneceram inalteradas. Esses resultados indicam que a restauração de habitat a curto prazo em escala local pode não ser suficiente para promover mudanças nos atributos da comunidade de córregos que são fortemente impactados.(AU)

Use of functional traits to assess changes in stream fish assemblages across a habitat gradient

Functional traits are important for understanding the links between species occurrence and environmental conditions. Identifying these links makes it possible to predict changes in species composition within communities under specific environmental conditions. We used functional traits related to habitat use and trophic ecology in order to assess the changes in fish community composition between streams with varying habitat structure. The relationship between the species traits and habitat characteristics was analyzed using an RLQ ordination analysis. Although species were widely distributed in habitats with different structures, physical conditions did favor some species based on their functional characteristics. Eight functional traits were found to be associated with stream habitat structure, allowing us to identify traits that may predict the susceptibility of fish species to physical habitat degradation.

Os atributos funcionais são importantes para entender a ligação entre ocorrência das espécies e condições ambientais, permitindo predizer sobre as mudanças na composição de espécies em comunidades submetidas a condições ambientais específicas. Utilizamos atributos funcionais relacionados com o uso de habitat e ecologia trófica para avaliar as mudanças na composição de espécies de peixes em riachos com diferenças na estrutura física. O relacionamento entre os atributos das espécies e as variáveis ambientais foi avaliado por meio da análise de ordenação RLQ. Embora algumas espécies tenham sido amplamente distribuídas em hábitats com diferentes características, outras foram restritas por essas condições e este relacionamento está associado com as características morfológicas. Oito atributos funcionais foram capazes de detectar as variações na estrutura física do hábitat em riachos, permitindo a identificação de atributos que podem predizer a suscetibilidade das espécies de peixes para a degradação física do hábitat.

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 differentiation between fish assemblages from forested and deforested streams

We tested the hypothesis that streams in deforested areas shelter different fish communities to nearby forested areas, and that these disparities are due to environmental parameters that limit or benefit different species according to their functional traits. We compared the community composition of three south east Brazilian streams flanked by riparian forest with three nearby streams in deforested areas. The following functional traits were considered: diet, habitat use, water flow preference, size, and hypoxia tolerance. Differentiation between forested and deforested streams corresponded with the different contributions of three functional groups. Species reported in the literature to be hypoxia tolerant, and exhibiting a variable combination of the other traits prevailed in deforested streams, although we did not find substantial differences in oxygen levels between forested and deforested streams. In forested streams, benthic species associated with a high water flow and an insectivorous diet were dominant. Changes in streams induced by deforestation which are associated with habitat availability, food resources, and physicochemical conditions appear to restrict the occurrence of specialized species and instead benefit tolerant generalists.

A hipótese de que as alterações ambientais causadas pelo desmatamento nos riachos podem restringir a ocorrência de espécies a partir de suas características funcionais foi testada. Comparamos a composição das comunidades de três riachos do sudeste do Brasil providos de floresta riparia nas suas margens com três riachos da mesma região com zona ripária desmatada. Os seguintes atributos funcionais foram considerados: dieta, uso de hábitat, preferência por fluxo, tamanho e tolerância à hipóxia. A diferenciação dos riachos, em especial entre os riachos florestados e desmatados, foi maior do que o esperado ao acaso e correspondeu à contribuição diferencial de três grupos funcionais. As espécies indicadas na literatura como sendo tolerantes à hipóxia e que apresentaram combinação variável das outras características foram mais abundantes nos riachos desmatados, embora não tenhamos observado diferenças substanciais nos níveis de oxigênio dissolvido entre os riachos florestados e desmatados. Nos riachos florestados predominaram espécies de hábitos especializados, bentônicas, associadas com alta velocidade de água e dieta insetívora. As alterações nos riachos provocadas pelo desmatamento relacionadas com a disponibilidade de hábitat, recursos alimentares e condições físico-químicas restringem a ocorrência de grupos de espécies especializadas e beneficiam espécies tolerantes e generalistas.

Phylogenetic signal and major ecological shifts in the ecomorphological structure of stream fish in two river basins in Brazil

We tested the contribution of the phylogenetic and specific components to the ecomorphological structure of stream fish from the upper Paraguai River and upper São Francisco River basins, and identified nodes in the phylogenetic tree at which major ecological shifts occurred. Fish were sampled between June and October of 2008 in 12 streams (six in each basin). In total, 22 species from the upper Paraguai River basin and 12 from the upper São Francisco River were analyzed. The ecomorphological patterns exhibited phylogenetic signal, indicating that the ecomorphological similarity among species is associated with the degree of relatedness. A strong habitat template is most likely to be the primary cause for a high phylogenetic signal. A significant contribution from the specific component was also detected, supporting the idea that the phylogenetic signal occurs in some clades for some traits, but not in others. The major ecological shifts were observed in the basal nodes, suggesting that ecological niche differences appear to accumulate early in the evolutionary history of major clades. This finding reinforces the role of key traits in the diversification of Neotropical fishes. Ecological shifts in recent groups could be related to morphological modifications associated with habitat use.

Examinamos a contribuição dos componentes filogenético e específico para a estrutura ecomorfológica de peixes de riacho das bacias do alto rio Paraguai e do alto rio São Francisco, e identificamos os nós na árvore filogenética onde ocorreram as maiores mudanças ecológicas. Os peixes foram amostrados entre junho e outubro de 2008 em 12 riachos (seis em cada bacia). No total, 22 espécies do alto rio Paraguai foram analisadas e 12 do alto rio São Francisco. O padrão ecomorfológico exibiu sinal filogenético, indicando que a similaridade ecomorfológica entre as espécies está associada com o grau de parentesco. Um forte 'habitat template' é provavelmente a maior causa para o forte sinal filogenético. Foi detectada uma significativa contribuição do componente específico, apoiando a ideia de que o sinal filogenético ocorre em alguns clados para alguns traços, mas não em outros. As maiores mudanças ecológicas foram observadas nos nós basais sugerindo que as diferenças do nicho ecológico em peixes de riacho parecem acumular-se cedo na história evolutiva dos clados e reforça o papel de traços fundamentais na diversificação de peixes Neotropicais. Mudanças ecológicas em grupos recentes podem estar relacionadas com uma modificação morfológica associada ao uso do habitat.

Development of habitat suitability criteria for Neotropical stream fishes and an assessment of their transferability to streams with different conservation status

We assessed the preference of 10 fish species for depth and velocity conditions in forested streams from southeastern Brazil using habitat suitability criteria (HSC curves). We also tested whether preference patterns observed in forested streams can be transferred to deforested streams. We used data from fish sampled in 62 five-meter sites in three forested streams to construct preference curves. Astyanax altiparanae, A. fasciatus, Knodus moenkhausii, and Piabina argentea showed a preference for deep slow habitats, whereas Aspidoras fuscoguttatus, Characidium zebra, Cetopsorhamdia iheringi, Pseudopimelodus pulcher, and Hypostomus nigromaculatus showed an opposite pattern: preference for shallow fast habitats. Hypostomus ancistroides showed a multimodal pattern of preference for depth and velocity. To evaluate whether patterns observed in forested streams may be transferred to deforested streams, we sampled 64 five-meters sites in three deforested streams using the same methodology. The preference for velocity was more consistent than for depth, as success in the transferability criterion was 86% and 29% of species, respectively. This indicates that velocity is a good predictor of species abundance in streams, regardless of their condition.

Neste estudo avaliamos a preferência de 10 espécies de peixes por condições de profundidade e fluxo em riachos florestados do sudeste do Brasil por meio do critério de adequabilidade de habitat (habitat suitability criteria - curvas HSC). Testamos também se os padrões de preferência observados nos riachos florestados podem ser transferidos para riachos desmatados. Foram realizadas amostragens da ictiofauna em 62 trechos de cinco metros de extensão em três riachos florestados para a construção das curvas de preferência. Astyanax altiparanae, A. fasciatus, Knodus moenkhausii e Piabina argentea apresentaram preferência por habitats lentos e profundos, enquanto Aspidoras fuscoguttatus, Characidium zebra, Cetopsorhamdia iheringi, Pseudopimelodus pulcher e Hypostomus nigromaculatus apresentaram um padrão oposto de preferência por habitats rasos e de fluxo rápido. Hypostomus ancistroides apresentou um padrão de preferência por profundidade e fluxo multimodal. Para avaliar se os padrões observados nos riachos florestados podem ser transferidos para riachos desmatados foram realizadas amostragens da ictiofauna em 64 trechos de cinco metros de extensão em três riachos desmatados utilizando a mesma metodologia aplicada aos riachos florestados. O sucesso na transferência do critério foi de 86% e 29% para fluxo e profundidade, ou seja, a preferência por fluxo foi mais consistente do que por profundidade. Isso indica que o fluxo é um bom preditor da abundância das espécies em riachos, independentemente do seu estado de conservação.

Community structure of aquatic insects (Ephemeroptera, Plecoptera, and Trichoptera) in Cerrado streams of Paraguay, Paraná, and São Francisco river basins / Estrutura de comunidades de insetos aquáticos (Ephemeroptera, Plecoptera e Trichoptera) em riachos de Cerrado nas bacias dos rios Paraguai, Paraná e São Francisco

We evaluated qualitatively and quantitatively the community structure of aquatic insects (Ephemeroptera, Plecoptera, and Trichoptera) in 19 streams in areas of Cerrado in the Paraguay, Paraná, and São Francisco river basins. The number of genera and taxonomic composition were compared at spatial (at the hydrographic basins level) and conservation levels (more preserved and less preserved areas). The influence of spatial and environmental factors in richness and abundance was also evaluated. The geographical distribution of Grumicha, Coryphorus, and Austrotinodes was expanded. The highest Trichoptera richness was found in the São Francisco river basin (F = 5,602, p = 0,004) and a higher number of Ephemeroptera genera occurred in the relatively less preserved sites (F = 6,835, p = 0,009). The pattern of genera distribution was different among basins (R = 0,0336, p = 0,001), but it was similar among relatively less and more preserved areas (R = -0,039, p = 0,737). These findings can be explained by the low impact level in these streams and also by the taxonomic resolution used in this study. Latitude and instream diversity were the most important factors to explain the variation in genera richness and abundance (p = 0.004 and p = 0.026, respectively). Hence, the regional differences can be attributed to spatial influences, quantity or quality of habitats and the original distribution of taxa within each basin.

Foi avaliada a estrutura quali e quantitativa da comunidade de Ephemeroptera, Plecoptera e Trichoptera (EPT) em 19 riachos em áreas de Cerrado nas bacias dos rios Paraguai (PG), Paraná (PN) e São Francisco (SF). O número de gêneros e a composição taxonômica foram comparados espacialmente (diferentes bacias hidrográficas) e quanto ao grau de conservação (áreas mais e menos preservadas). A influência de fatores espaciais e ambientais na riqueza e na abundancia também foi avaliada. Foi registrada a ampliação da área de ocorrência dos gêneros Grumicha, Coryphorus e Austrotinodes. A riqueza de Trichoptera foi superior na bacia do São Francisco (F = 5,602, p = 0,004) e a riqueza de Ephemeroptera foi maior em áreas relativamente menos preservadas (F = 6,835, p = 0,009). O padrão de distribuição dos gêneros diferiu entre as bacias hidrográficas (R = 0,0336, p = 0,001), mas foi igual entre áreas mais e menos preservadas (R = -0,039, p = 0,737), o que pode ser explicado em função do baixo grau de impacto existente entre os riachos estudados e/ou pelo grau de resolução taxonômica atingido no presente estudo. A latitude e, secundariamente, a diversidade interna do hábitat aquático foram os fatores que melhor explicaram a variação encontrada no número de gêneros e na abundância (p = 0,004 e p = 0,026, respectivamente). Assim, as diferenças regionais observadas puderam ser atribuídas às influências espaciais, à quantidade e qualidade de hábitats e à distribuição original dos táxons em cada bacia.

From forests to cattail: how does the riparian zone influence stream fish?

The aim of this study was to verify whether taxonomic and functional composition of stream fishes vary under three different preservation conditions of riparian zone: preserved (PRE), intermediate condition (INT), and degraded (DEG). Five stream stretches representing each condition were selected. Samples were taken from each stream in three occasions during the dry seasons from 2004 to 2007. Electro fishing (PRE and INT), sieves, dip nets, and hand seines (DEG) were used according to the characteristics of each sampled site. Overall, 46 species were registered. Differences in the taxonomic and functional species composition among groups were found, following the condition of riparian zones. The ichthyofauna recorded in the PRE was typical to pristine environments, consisting of species with specialized habits, notably benthic insectivores, intolerant, and rheophilics. In the INT group, replacement of riparian forest with shrubs and/or grasses created environmental conditions which favor the occurrence of tolerant species but also harbor a residual fauna of sensitive species. DEG streams presented mostly detritivores, tolerant, small sized fishes which occupy the surface and preferred slow water flux. Changes in the species composition were represented by the occurrence and dominance of tolerant species in detriment of the more sensitive and specialist species, following the gradient of degradation in the riparian zone. Forested streams act as unique habitats to many specialized species and it can be presumable that the degradation of riparian vegetation can generate biotic homogenization which may reduce species diversity and ecosystem services.

O presente estudo verificou se a composição taxonômica e funcional de peixes de riachos varia ao longo de três condições de preservação da zona ripária: preservada (PRE), preservação intermediária (INT) e degradada (DEG). Cinco riachos de cada grupo foram selecionados e amostras foram obtidas em cada riacho em três ocasiões em períodos secos de 2004 a 2007. Pesca elétrica (PRE e INT), peneiras, puçás e redes de arrasto (DEG) foram usados de acordo com as características de cada local de coleta. No geral, 46 espécies foram registradas. Foram registradas diferenças na composição taxonômica e funcional de espécies entre os grupos, seguindo o gradiente de degradação da zona ripária. A ictiofauna encontrada em PRE foi típica de ambientes prístinos, consistindo em espécies de hábitos especializados, notavelmente bentônicas, insetívoras, intolerantes e reofílicas. No grupo INT, a substituição da floresta ripária por herbáceas ou gramíneas cria condições ambientais que favorecem a ocorrência de espécies tolerantes, mas também abriga uma fauna residual de espécies sensíveis. O grupo DEG foi representado principalmente por espécies detritívoras, tolerantes e de superfície. As modificações na composição de espécies foram representadas pela ocorrência e dominância de espécies tolerantes em detrimento da redução/eliminação daquelas mais sensíveis e especializadas, acompanhando o gradiente de degradação da zona ripária. Riachos florestados representam hábitats únicos para muitas espécies especializadas, sendo presumível esperar que a degradação da vegetação ripária cause homogeneização biótica que, por sua vez, pode reduzir a diversidade de espécies e os serviços ecossistêmicos.

Habitat simplification affects nuclear-follower foraging association among stream fishes

A interação nuclear-seguidor é um tipo particular de associação alimentar interespecífica que envolve uma espécie nuclear, que revolve ou vasculha o substrato, e espécies seguidoras, que acessam os itens alimentares disponibilizados pela atividade do nuclear. Neste estudo investigamos o efeito da estrutura do habitat sobre essa interação em um riacho no Planalto da Bodoquena, Centro-Oeste do Brasil. Foram registradas 272 interações durante 24 sessões de observação subaquática em áreas estruturalmente inalteradas e alteradas. A espécie nuclear dominante diferiu entre as áreas. Prochilodus lineatus foi a espécie nuclear dominante das áreas alteradas, enquanto que Leporinus macrocephalus foi a espécie nuclear dominante nas áreas inalteradas. A riqueza de espécies seguidoras por interação não diferiu entre as áreas, entretanto a abundância de seguidores foi maior nas áreas inalteradas do que nas alteradas. Essas diferenças parecem ser consequência das modificações na composição da comunidade e no comportamento alimentar das espécies nucleares que são, por sua vez, decorrentes das diferenças na composição do substrato e disponibilidade de alimento entre as áreas estruturalmente distintas.

Nuclear-follower interaction is a particular kind of interspecific foraging association that includes a nuclear species, which dig in or inspect the bottom, and follower species, which access the food items made available by the nuclear. In this study we examined the effect of habitat structure on nuclear-follower relationship in a stream of Bodoquena Plateau, Central-West Brazil. Foraging associations were registered while snorkeling in 24 observation sessions, totaling six hours in unaltered and altered sites. Overall, 272 nuclear-follower associations were registered, having four species acting as nuclear and seven as followers. The dominant nuclear species were different in each site. Prochilodus lineatus was the main nuclear species in the altered site and Leporinus macrocephalus in the unaltered site. The richness of follower species was similar between sites, however, follower species abundance per interaction were significantly higher in the unaltered site than in the altered site. These differences seem to be a consequence of the alterations in assemblage composition and feeding behavior of the nuclear species that presumably are affected by different substrate composition and food availability between the structurally distinct areas.

Alterações no Código Florestal Brasileiro: impactos potenciais sobre a ictiofauna / Changes in the Brazilian Forest Code: potential impacts on the ichthyofauna

In this paper is presented an analysis of possible impacts that the reduction of native vegetation, especially riparian forests, can have on the fish fauna. Three sets of primary functional aspects performed by riparian forests are discussed: transferring of solar energy to the aquatic environment, trapping nutrients and sediments that enter the rivers and transfer of organic material between the terrestrial and aquatic environments. Any modification which results in further loss of native vegetation, in permanent preservation areas or in protection reserves, may generate losses of species, faunal homogenization and reduction of fish biomass.

É apresentada uma análise dos possíveis impactos que a diminuição da vegetação nativa, notadamente das florestas ripárias, pode causar sobre a ictiofauna. Três conjuntos de aspectos funcionais primordiais desempenhados pelas florestas ripárias são discutidos: transferência de energia solar ao ambiente aquático, interceptação de nutrientes e sedimentos que adentram nos rios e trocas de material orgânico entre o sistema terrestre e aquático. Conclui-se que qualquer alteração que se traduza em mais perdas de vegetação nativa, seja em áreas de preservação permanente ou em reservas legais, pode gerar perdas de espécies, homogeneização faunística e diminuição de biomassa íctica.

História de vida de Laetacara aff. araguaiae Ottoni & Costa, 2009 (Perciformes, Cichlidae) em dois riachos no Noroeste do Estado de São Paulo, Brasil / Life history of Laetacara aff. araguaiae Ottoni & Costa, 2009 (Perciformes, Cichlidae) in two streams in Northwestern São Paulo State, Brazil

Foi investigada a estrutura em tamanho, densidade, alimentação, fecundidade e presença de ectoparasitos em duas populações de Laetacara aff. araguaiae no Noroeste do Estado de São Paulo, em dois riachos, sendo um estruturalmente mais heterogêneo (HET) e outro relativamente mais simplificado (SIM). Foram realizadas seis amostragens em cada riacho, sendo três no período chuvoso (outubro, dezembro/2007, fevereiro/2008) e três no seco (abril, julho e setembro/2008), durante 15 minutos de coletas em cada riacho, utilizando-se uma peneira com malha de 3 mm. Foram coletados 118 indivíduos no riacho HET (49 no período chuvoso e 69 no seco) e 146 no riacho SIM (82 no chuvoso e 64 no seco). Os peixes coletados no riacho HET foram maiores do que aqueles coletados no riacho SIM, independente do período considerado. A densidade populacional foi similar entre os dois riachos, com aumento que coincidiu com o pico do período seco. Fragmentos de insetos aquáticos representaram os itens mais importantes da dieta, com variação espaço-temporal pouco relevante. A fecundidade foi significativamente maior no riacho HET, variando de 977 a 1.602 ovócitos, em contraste com as fêmeas do riacho SIM, que apresentaram de 338 a 814 ovócitos. Os ectoparasitos (Digenea) estiveram presentes somente em indivíduos do riacho SIM e encontravam-se aderidos às nadadeiras (dorsal e anal), com maior prevalência no mês de outubro. A alimentação e densidade foram similares nas duas populações de Laetacara aff. araguaiae, ao contrário da estrutura em tamanho e fecundidade. As diferenças nestes parâmetros demográficos não ocorrem ao acaso e são possivelmente reflexo das elevadas taxas de parasitismo no riacho mais simplificado que determinam menor alocação de recursos para crescimento e reprodução nesta população de peixes.

The structure in size, density, feeding, fecundity, and presence of ectoparasites in two populations of Laetacara aff. araguaiae was investigated in two streams, in Northwestern São Paulo State, one structurally more heterogeneous (HET) and other relatively more simplified (SIM). Six samples were taken in each stream, three in the wet period (October, December/2007, February/2008) and three in the dry period (April, July, September/2008), which were performed during 15 minutes of sampling in each stream, using a 3 mm-mesh sieve. A total of 118 individuals in HET stream (49 in the wet season and 69 in dry) and 146 in SIM stream were captured (82 in wet and 64 in dry). Fish collected in HET stream were larger than those collected in the SIM, both in wet and dry periods. The density was similar between two streams, with an increase agreeing with the peak of the dry period. Fragments of aquatic insects were the most important items of diet, which showed little spatial and temporal variation. Fecundity was significantly higher in HET, ranging from 977 to 1,602 oocytes, in contrast with females of the SIM, which had 338 to 814 oocytes. The ectoparasites (Digenea) were present only in specimens of the SIM, and were attached to the fins (dorsal and anal) with higher prevalence in October. Feeding and density were similar in the two populations of Laetacara aff. araguaiae, contrasting with the structure in size and fecundity. The differences in these demographic parameters do not occur randomly and are possibly reflecting the high rates of parasitism in the more simplified stretch that determines lower resources allocation to growth and reproduction of fishes in this population.

Fish assemblages in stream stretches occupied by cattail (Typhaceae, Angiospermae) stands in Southeast Brazil

Macrophytes are a major component of lentic and lotic aquatic ecosystems. As consequences of environmental degradation, species of cattail (genus Typha) may become dominant along streams. The purpose of this study was to investigate the structure and feeding of fish assemblages in stream stretches under influence of Typha sp., also addressing the influences of temporal variation on composition, abundance, biomass, diversity, species richness, and feeding of fish. Six streams (labelled S1-S6) in the upper rio Turvo basin, southeast Brazil, with dense stands of Typha sp. in the instream and riparian habitat, were studied in six campaigns during three central months in both of the dry and wet periods, by using a standardized collection effort. Thirty-seven fish species were registered, totaling 4,228 individuals and 3.9 kg of biomass. Abundance, biomass, diversity, and species richness was higher in the wet period, but only the temporal variation in the species richness revealed to be statistically significant. Cluster analyses with composition and abundance showed little temporal similarity, but indicated two groups of streams (S1-S2-S5 and S3-S4-S6), that were corroborated along the axis 1 of the ordination analysis. Resident species was represented by six species, most of them considered tolerant and generalists. Chironomidae aquatic larvae and detritus were the most important items in the fish diet. These results suggest that the fish populations are opportunistic in exploring stream stretches occupied by cattail.

Macrófitas são um importante componente de ecossistemas aquáticos lóticos e lênticos. Como consequências da degradação ambiental, espécies de taboas (gênero Typha) podem se tornar dominantes em riachos. O objetivo do presente estudo foi investigar a estrutura e alimentação de uma comunidade de peixes em trechos de riachos com influência de Typha sp., bem como a variação temporal na composição, abundância, biomassa, diversidade, riqueza de espécies e alimentação da ictiofauna. Seis riachos (nomeados S1-S6) na bacia do alto rio Turvo, sudeste do Brasil, com densos bancos de Typha sp. no habitat interno e ripário, foram estudados em seis campanhas durante os três meses centrais dos períodos seco e chuvoso, por meio de um esforço padronizado de coleta. Trinta e sete espécies foram registradas, totalizando 4.228 indivíduos e 3,9 kg de biomassa. Abundância, biomassa, diversidade e riqueza de espécies foram maiores no período chuvoso, mas somente as diferenças temporais na riqueza de espécies se mostraram estatisticamente significativas. As análises de agrupamentos com a composição e abundância mostraram baixa similaridade temporal, mas indicaram dois grupos de riachos (S1-S2-S5 e S3-S4-S6), o que foi corroborado ao longo do eixo 1 da análise de ordenação. A fauna de peixes residente foi representada por seis espécies, a maioria tolerante e com hábitos generalistas. Larvas aquáticas de Chironomidae e detritos foram os itens mais importantes na dieta dos peixes. Os resultados obtidos sugerem que as populações de peixes exploram os trechos de riachos com Typha de forma oportunística.

Dieta do cascudo Aspidoras fuscoguttatus (Ostariophysi, Callichthyidae) em riachos com diferentes características limnológicas e estruturais / Diet of the armored catfish Aspidoras fuscoguttatus (Ostariophysi, Callichthyidae) in streams with different limnological and structural features

In the present study Aspidoras fuscoguttatus Nijssen & Isbrücker, 1976 diet was investigated based on specimens from 18 streams of São Paulo State northwestern region, upper Rio Paraná system. Stomach contents of 246 specimens were analyzed, with the registration of 26 types of feeding items showing high predominance of the autochthonous ones. Of these, Chironomidae, Simuliidae, and Ceratopogonidae aquatic larvae were the most important items, but the contribution of detritus, testate amoebas, and vegetal debris changed according to streams features. Whereas in clear waters feeding items can be visually selected by fishes, in turbid waters this selection may not occur. Thus, the species' ability in taking resources in sandy streams with turbid waters and the abundance of resources (Chironomidae larvae) are factors that seem to explain its high abundance and broad occurrence in the region.

Diversidade da ictiofauna do Alto Rio Paraná: composição atual e perspectivas futuras / Ichthyofauna diversity of the upper rio Paraná: present composition and future perspectives

É apresentada uma síntese sobre os peixes do Alto Paraná, com base em dados de coleções, dados de literatura e novas coletas. Trezentas e dez espécies, de 11 ordens e 38 famílias, são referidas para a drenagem, aumentando significativamente números anteriores. Dentre as espécies da área, 236 (76,1 por cento) são autóctones, 67 (21,6 por cento) alóctones e sete (2,3 por cento) exóticas. As principais causas de ocorrência de espécies não nativas (alóctones e exóticas) foram a dispersão a partir do baixo Paraná, após a construção do Reservatório de Itaipu e o escape de pisciculturas. A maior parte das espécies referidas (65 por cento) tem porte pequeno, sendo menor que 21 cm de comprimento; dentre essas, a maioria ocorre apenas em riachos e cabeceiras. Apesar da ictiofauna do Alto Paraná ser uma das melhor conhecidas e mais estudadas, o número de espécies descritas ou referidas para a área tem crescido exponencialmente, o que indica que a riqueza apresentada está longe de representar a realidade. De fato, várias novas espécies têm sido descritas nos últimos anos e cerca de 50 novas espécies, já reconhecidas, estão em fase de descrição. A melhoria no conhecimento sobre a ictiofauna do Alto Paraná é proporcional ao número de pesquisadores envolvidos em estudos na bacia e reflete, de modo inequívoco, iniciativas recentes que têm estimulado e incrementado pesquisas taxonômicas, facilitado o acesso ao material depositado em coleções científicas e aumentado as coletas em áreas e ambientes pouco amostrados. Entretanto, mantido o ritmo de descrições de novas espécies ocorrido até agora nessa última década, as 50 novas espécies já reconhecidas estariam descritas apenas dentro de dez anos, um tempo demasiadamente longo. Por essa razão é muito importante que a comunidade científica e os órgãos de fomento encontrem e viabilizem iniciativas de modo a aumentar esse ritmo de descrições de novos táxons e disponibilizar esses novos nomes mais rapidamente.

A synthesis concerning fishes from Upper Paraná River basin is presented, based on data from fish-collections, literature, and new field samples. Three hundred and ten species, pertaining to 11 orders and 38 families, are referred to the drainage, elevating anterior estimates. Concerning total species, 236 (76.1 percent) are autochthonous, 67 (21.6 percent) are allochthonous, and seven (2.3 percent) are exotic. Principal causes of occurrence of non-native species are: a) dispersal from the Lower Paraná, after the construction of Itaipu dam, and b) escapes from aquaculture farms. Most species (65 percent) are small-sized, having less than 21 cm of length, and the great majority occurs only in headwaters and small streams. One of the best known and most studied in Brazil, Upper Paraná ichthyofauna richness is far from reaching actual numbers, considering the exponential elevation of species presented herein. Indeed, in the last years various new species have been described and around 50 other species, already recognized as new, are now under description. The improvement on the knowledge about Upper Paraná ichthyofauna is proportional to the number of researchers involved with studies in the area and, unequivocally, reflects recent initiatives stimulating and incrementing taxonomic research, and also improving access to fish collections and to poor or never-sampled areas. However, if we are going to maintain the number of species descriptions per year of last decade, the 50 new species already recognized, will be described only in the next ten years, a period too long. In consequence it is very important that scientific community and grant agencies find and offer initiatives in order to elevate the number of new taxa descriptions per year.

Integridade biótica de um córrego na bacia do Alto Rio Paraná avaliada por meio da comunidade de peixes / Stream biotic integrity assessed by fish assemblages in the Upper Rio Paraná basin

Neste estudo avaliamos o estado de conservação do Córrego da Agua Limpa, uma importante fonte de abastecimento de água para a cidade de Monte Aprazível no noroeste do Estado de São Paulo. Atributos da comunidade de peixes foram selecionados para compor um índice de integridade biótica (IBI), visando gerar um protocolo para monitoramento daquela micro-bacia. O IBI de quatro trechos eqüidistantes ao longo do riacho foi calculado para dois protocolos de amostragem e nos períodos seco e chuvoso. As comparações de atributos selecionados foram realizadas com base em cenários referência, seguindo uma abordagem sítio-específico. Houve pouca influência do esforço de amostragem e da sazonalidade nos valores finais do IBI. De modo geral, os trechos 1 e 4 apresentaram integridade biótica regular, o trecho 2 foi considerado pobre e o trecho 3, muito pobre; tais resultados coincidem com aspectos da qualidade física do hábitat.

The state of conservation of the Córrego da Agua Limpa, an important water supply for the Monte Aprazível city in the northwestern portion of the São Paulo State, was evaluated. Attributes were selected to compose the fish index of biotic integrity (IBI), aiming to establish a long term monitoring analysis protocol for that basin. The IBI of four equidistant sites along the stream was calculated using two sampling protocols and during dry and wet periods. Biological attributes comparisons were carried out based on the reference scenarios, following a site-specific approach. Few influences of the sampling protocols and seasonality were detected in the IBI final values. Sites 1 and 4 showed fair IBI, site 2 was considered poor and site 3 very poor; such results agree with aspects of the physical habitat quality.

Alimentação de peixes: proposta para análise de itens registrados em conteúdos gástricos / Fish feeding: a proposal for analysis of the stomach content

Este estudo teve o objetivo de testar um protocolo simplificado para análise da alimentação de peixes. Para tal, os itens alimentares encontrados nos conteúdos gástricos de seis espécies de peixes de água doce (Astyanax paranae, Phalloceros caudimaculatus, Loricariichthys platymetopon, Moenkhausia intermedia, Schizodon intermedius e Plagioscion squamosissimus) foram quantificados através do peso ( por cento) e da dominância ( por cento). Utilizando a quantificação de cada item através do peso, foi calculado o IAi (índice alimentar), posteriormente comparado com a dominância (D) através do coeficiente de similaridade de Morisita-Horn. Os itens alimentares com maiores valores de IAi também foram aqueles com os maiores valores de dominância, sendo que em uma análise geral a semelhança entre ambos foi alta, variando de 87 por cento (A. paranae) a 99 por cento (P. caudimaculatus, L. platymetopon, S. intermedius e P. squamosissimus), mostrando que a dominância pode substituir os cálculos de índices compostos. Através da representação gráfica do peso e da dominância em função da freqüência de ocorrência, fica claro que ambos são adequados para identificar os itens alimentares mais importantes e que a dominância pode ser utilizada como alternativa à pesagem das presas, simplificando a etapa de coleta e análise de dados. Assim, se o objetivo do estudo trófico for identificar o item alimentar que se destaca em termos quantitativos ou investigar tendências de especialização/generalização trófica, recomendamos o emprego da dominância em associação com métodos gráficos.

This study aimed to test a simplified protocol for feeding fish analysis. For this, the food items found in the gastric contents of six freshwater fish species (Astyanax paranae, Phalloceros caudimaculatus, Loricariichthys platymetopon, Moenkhausia intermedia, Schizodon intermedius, and Plagioscion squamosissimus) were quantified by weight ( percent) and dominance ( percent). Using the quantification by weight for each food item, the IAi (Feeding Index) was calculated and further compared with the dominance (D) using the Morisita-Horn similarity coefficient. The food items with higher values of IAi were also those with the largest dominance values. The general similarity between IAi and dominance (D) was high, varying of 87 percent (A. paranae) to 99 percent (P. caudimaculatus, L. platymetopon, S. intermedius, and P. squamosissimus), showing that dominance can replace composed indexes calculation. The graphic representation of weight and dominance against the frequency of occurrence showed that both are adequate to identify the most important food items, revealing that dominance may alternatively be used instead of prey items weighting, simplifying the data collection and analysis. When the objective of the trophic study is to identify the food items that stand out in quantitative terms or investigate specialization/generalization tendencies, we recommend the use of the dominance in combination to graphic methods.

Do diagnóstico à conservação da biodiversidade: o estado da arte do programa BIOTA/FAPESP / From diagnosis to conservation: the state of the art of biodiversity conservation in the BIOTA/FAPESP program

O principal objetivo deste estudo foi de avaliar a contribuição do Programa BIOTA/FAPESP, um dos maiores programas do Brasil voltados para o estudo da biodiversidade, em questões relacionadas com a conservação da biodiversidade, em particular no desenvolvimento de indicadores ecológicos, definição de áreas prioritárias e viabilização da conservação. Uma revisão da literatura nestes tópicos também é apresentada, visando uma melhor contextualização dos avanços e caminhos futuros a serem seguidos pelo programa BIOTA/FAPESP. Foi diagnosticado que este Programa encontra-se em uma fase de inventários pontuais, de curto prazo, essencialmente no nível de comunidade, e em ambientes terrestres e aquáticos continentais. Alguns problemas para o uso destes dados em conservação foram identificados e devem ser considerados para a definição de uma estratégia de conservação. São sugeridos possíveis caminhos futuros para a obtenção de dados mais direcionados para o uso para conservação da biodiversidade, em particular com: i) a adoção de protocolos de inventário visando facilitar a comparação de dados obtidos em diferentes locais; ii) a indução de levantamentos biológicos de diferentes taxa em áreas potenciais para a conservação; iii) o estímulo de projetos que aliem pesquisa e ação, em particular no caso de restauração ecológica; iv) a articulação do programa BIOTA com outros programas mais aplicados (por exemplo, o Programa de Políticas Públicas da FAPESP) ou que permitam o monitoramento e entendimento de aspectos funcionais dos sistemas ecológicos (Programa de Pesquisas Ecológicas de Longa Duração do CNPq).

The main objective of this study was to analyze the contribution of the BIOTA/FAPESP program, one of the largest biodiversity programs in Brazil, in conservation issues, such as in the development of ecological indicators, definition of priority areas for conservation, and conservation viability analyzes. We found that the program was in its first phase (1999-2005) mainly focused on short-term punctual inventories at the community level, and in terrestrial and freshwater habitats. We identified some limitations in the use of the collected data for conservation purposes, and suggest possible measures to avoid those problems and bridge the gap between the biodiversity diagnosis and conservation: i) to adopt inventory protocols which would allow an easy comparison of data obtained in different geographical regions; ii) to stimulate multiple taxa inventories in areas with high conservation potential; iii) to encourage the integration of research with action, specially in the case of restoration projects; and iv) to link the BIOTA program with other applied programs (for example, the FAPESP Program of Public Policy) or programs that would allow the monitoring and understanding of functional aspects of the ecosystems (e.g., Long Term Ecological Research Program from CNPq).