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)

Negative impacts of mining on Neotropical freshwater fishes

Mining activities have significantly affected the Neotropical freshwater ichthyofauna, the most diverse in the world. However, no study has systematized knowledge on the subject. In this review, we assembled information on the main impacts of mining of crude oil, gold, iron, copper, and bauxite on aquatic ecosystems, emphasizing Neotropical freshwater fishes. The information obtained shows that mining activities generate several different disturbances, mainly via input of crude oil, metals and other pollutants, erosion and siltation, deforestation, and road construction. Mining has resulted in direct and indirect losses of fish diversity in several Neotropical waterbodies. The negative impacts on the ichthyofauna may change the structure of communities, compromise entire food chains, and erode ecosystem services provided by freshwater fishes. Particularly noteworthy is that mining activities (legal and illegal) are widespread in the Neotropics, and often located within or near protected areas. Actions to prevent and mitigate impacts, such as inspection, monitoring, management, and restoration plans, have been cursory or absent. In addition, there is strong political pressure to expand mining; if - or when - this happens, it will increase the potential of the activity to further diminish the diversity of Neotropical freshwater fishes.(AU)

As atividades de mineração têm impactado significativamente a ictiofauna de água doce Neotropical, a mais diversa do mundo. Porém, nenhum estudo sistematizou o conhecimento sobre o assunto. Nesta revisão, reunimos informações sobre os principais impactos da mineração de petróleo, ouro, ferro, cobre, e bauxita sobre os ecossistemas aquáticos, com ênfase nos peixes de água doce Neotropicais. As informações obtidas mostram que as atividades de mineração geram diferentes distúrbios, principalmente por meio de petróleo bruto, metais e outros poluentes, erosão e assoreamento, desmatamento e construção de estradas. A mineração resultou em perda direta e indireta de diversidade de peixes de vários corpos d'água Neotropicais. Os impactos negativos sobre a ictiofauna podem alterar a estrutura das comunidades, comprometer cadeias alimentares inteiras, bem como degradar os serviços ecossistêmicos fornecidos pelos peixes de água doce. Particularmente importante é que as atividades de mineração (legais e ilegais) são generalizadas na região Neotropical, e frequentemente estão localizadas dentro ou perto de áreas protegidas. Ações de prevenção e mitigação de impactos, como planos de fiscalização, monitoramento, manejo e restauração, têm sido precárias ou ausentes. Além disso, há forte pressão política para expandir a mineração; se - ou quando - isso acontecer, aumentará o potencial da atividade em diminuir ainda mais a diversidade de peixes de água doce Neotropicais.(AU)

Biotic differentiation in headwater creeks after the massive introduction of non-native freshwater aquarium fish in the Paraíba do Sul River basin, Brazil

This study evaluated fish beta diversity in six headwater creeks located in the area affected by the largest ornamental aquaculture center implemented in the Minas Gerais State, southeastern Brazil. We sampled fish assemblages in 2017 and 2018 to investigate changes in assemblage structure (species richness and beta diversity), comparing these data with the historic species pool. We recorded 60 fish species, of which 16 were native and 44 non-native with 19 translocated, and 25 exotic. The exotics Poecilia reticulata, Xiphophorus maculatus, X. variatus, Danio rerio, and Misgurnus anguillicaudatus were the most widely distributed in the headwater creeks. The Contamination Index showed that most creeks had high proportional contamination by exotic species (above 60%). Beta diversity increased from historical to contemporary periods in all creeks due to the introduction and differential colonization pressure of several non-native translocated and exotic species, indicating biotic differentiation. Temperature and number of ponds were the main preditors of change in beta diversity in the headwater creeks during the contemporary period. In summary, we observed that invaders have induced substantial changes to fish communities under influence of environmental filters. Our results support the hipothesis that aquaculture is a main driver of fish non-native fish introduction and native biodiversity loss in the Neotropics.(AU)

Este estudo avaliou a diversidade beta de peixes em seis riachos de cabeceira localizados em uma área afetada pelo maior centro de aqüicultura ornamental do Brasil, localizado em Minas Gerais. Amostramos assembleias de peixes em 2017 e 2018 para investigar mudanças na estrutura (riqueza de espécies e diversidade beta), comparando esses dados com tendências históricas de composição de comunidades. Registramos 60 espécies de peixes, sendo 16 nativos e 44 não nativos: 19 translocados e 25 exóticos. Os exóticos Poecilia reticulata, Xiphophorus maculatus, X. variatus, Danio rerio e Misgurnus anguillicaudatus foram os mais distribuídos nos riachos. O Índice de Contaminação mostrou que a maioria dos riachos apresentou alta contaminação proporcional por espécies exóticas (acima de 60%). A diversidade beta aumentou do período histórico para o contemporâneo em todos os riachos devido à introdução e pressão de colonização de várias espécies não-nativas translocadas e exóticas, indicando diferenciação biótica. Temperatura da água e número de tanques de piscicultura foram os principais fatores de mudança na diversidade beta dos riachos no período contemporâneo. Os não-nativos induziram mudanças em nível de comunidades e sob influência de variáveis ambientais. Os resultados mostram que a aquicultura é um dos principais vetores da introdução de peixes não-nativos e perda de biodiversidade nativa nos Neotrópicos.(AU)

Human impacts and the loss of Neotropical freshwater fish diversity

Neotropical Ichthyology promotes the Special Issue (SI) "Human impacts and the loss of Neotropical freshwater fish diversity" with the purpose of publishing relevant scientific articles on the current biodiversity crisis and the loss of Neotropical freshwater fishes in the Anthropocene. The SI is composed of 22 publications, being two review articles and 20 original articles. A total of 107 researchers contributed to these papers, involving 44 institutions based in Brazil and six other countries. Published articles investigated main anthropic activities and their impacts on fish diversity, with special focus on river regulation, mining, land use changes, aquaculture, and fisheries. Studies provided evidence about the loss of fish diversity in the Neotropics, including fish kill events, demographic changes, contamination, changes in assemblage structure, loss of taxonomic and functional diversity, besides the degradation of ecosystem functions and services, and the lack of effective protection and conservation. Studies were conducted in rivers, streams, lakes, and reservoirs from different Neotropical systems. The studies published in this SI represent a relevant sample of the current worrisome situation of freshwater fishes in the Neotropical region and call for urgent revision in environmental policies, management and conservation initiatives, and socioeconomic priorities.(AU)

A revista Neotropical Ichthyology lança o Volume Especial (SI) "Human impacts and the loss of Neotropical freshwater fish diversity" com o objetivo de publicar artigos científicos relevantes sobre a atual crise da biodiversidade e a perda de diversidade de peixes de água doce Neotropicais no Antropoceno. O SI é composto por 22 publicações, sendo dois artigos de revisão e 20 artigos originais. Um total de 107 pesquisadores contribuíram com esses artigos, envolvendo 44 instituições sediadas no Brasil e em seis outros países. Os artigos publicados investigaram as principais atividades antrópicas e seus impactos sobre a diversidade de peixes, com foco especial na regulação dos rios, mineração, mudanças no uso do solo, aquicultura e pesca. Os estudos forneceram evidências sobre a perda de diversidade de peixes na região Neotropical, incluindo eventos de mortandade, alterações demográficas, contaminação, mudanças na estrutura das assembleias, perda de diversidade taxonômica e funcional, além da degradação de funções e serviços ecossistêmicos, e falta de ações efetivas de proteção e conservação. Os estudos foram conduzidos em rios, riachos, lagos e reservatórios de diferentes sistemas Neotropicais. Os estudos publicados neste SI representam uma amostra relevante da atual situação dos peixes de água doce na região Neotropical, reforçando a necessidade de revisão das políticas ambientais, ações de manejo e conservação, e prioridades socioeconômicas.(AU)

Drifting in a free-flowing river: Distribution of fish eggs and larvae in a small tributary of a Neotropical reservoir / À deriva em um rio de fluxo livre: Distribuição de ovos e larvas de peixes em um pequeno afluente de um reservatório Neotropical

Abstract: We investigated spatial and temporal variations in the distribution of fish eggs and larvae in the Guareí River, a free-flowing tributary located in the upper section of the Jurumirim Reservoir, Paranapanema River, Brazil. Fish eggs and larvae were sampled ~ fortnightly from November 2017 to March 2018 (Cycle 1), and from November 2018 to March 2019 (Cycle 2), at three sites distributed along the entire course of the Guareí River. We collected 859 fish eggs and 1,340 larvae, comprising 19 taxa. We found reproductive activity of several fish species in the Guareí River, including long-distance migrants. However, there was no spatial differences in the assemblage structure and densities of fish eggs and larvae along the channel of Guareí River. We recorded temporal differences in larvae density only in Cycle 2. The consistent capture of fish eggs and larvae in two reproductive cycles is strong evidence that this river is a spawning site for a variety of fish species. Thus, we recommend maintaining its natural flow regime.

Resumo: Investigamos as variações espaciais e temporais na distribuição de ovos e larvas de peixes no rio Guareí, um afluente de fluxo livre localizado na parte superior do Reservatório de Jurumirim, bacia do rio Paranapanema, Brasil. Ovos e larvas de peixes foram amostrados ~ quinzenalmente de novembro de 2017 a março de 2018 (Ciclo 1), e de novembro de 2018 a março de 2019 (Ciclo 2), em três locais distribuídos ao longo de todo o curso do rio Guareí. Foram coletados 859 ovos de peixes e 1.340 larvas, compreendendo 19 táxons. Nós encontramos atividade reprodutiva de várias espécies no rio Guareí, incluindo espécies migradoras de longa distância. Contudo, não houve diferenças espaciais na estrutura das assembleias e nas densidades de ovos e larvas e ao longo do canal do rio Guareí. Diferenças temporais foram significativas apenas para densidade de larvas no Ciclo 2. A captura consistente de ovos e larvas de peixes em dois ciclos reprodutivos é uma forte evidência de que este rio é um local para a reprodução de várias espécies de peixes. Assim, recomendamos a manutenção do seu regime de fluxo natural.

Knowing biodiversity: Fishes from the Guareí River basin, a tributary of the Jurumirim reservoir, Paranapanema River, Brazil / Conhecendo a biodiversidade: Peixes da bacia do Rio Guareí, um afluente do reservatório de Jurumirim, Rio Paranapanema, Brasil

Abstract: The Guareí River is a tributary of the Paranapanema River (Brazil), located in the upper portion of the Jurumirim Reservoir. Fish fauna studies in this watershed began in the 2000s, but they were restricted to a few waterbodies. This work conducted a broad survey of the fish fauna in tributary streams and the main channel of the Guareí River. Sampling occurred between February 2017 and November 2018 at 36 sites and using different collection methods. We captured 2,169 specimens belonging to 50 species, 16 families and 6 orders. The species accumulation curve tended to stabilize but indicated that species richness is underestimated. Almost all species are native (46); only three were non-native (Hyphessobrycon eques, Oreochromis niloticus and Poecilia reticulata) and one was undefined (Gymnotus pantanal). Among the native species, two are unknown to science (Bryconamericus aff. iheringii and Hypostomus sp. n.) and three are migratory (Leporinus friderici, Megaleporinus obtusidens and Pimelodus maculatus). In this paper, we provide images of species collected. Results indicate that the Guareí River basin is a hotspot of fish diversity in the Upper Paranapanema River, stressing the need for adequate management and conservation actions.

Resumo: O Rio Guareí é um afluente do Rio Paranapanema (Brasil), localizado na parte superior do reservatório de Jurumirim. Os estudos da fauna de peixes nesta bacia hidrográfica começaram nos anos 2000, mas estão restritos a poucos corpos d'água. Este trabalho realizou um amplo levantamento da ictiofauna em tributários e no canal principal do Rio Guareí. As amostragens ocorreram entre Fevereiro de 2017 e Novembro de 2018 em 36 sítios e utilizando diferentes métodos de coleta. Capturamos 2.169 espécimes pertencentes a 50 espécies, 16 famílias e 6 ordens. A curva de acumulação de espécies tendeu a se estabilizar, mas indicou que a riqueza de espécies está subestimada. Quase todas as espécies são nativas (46); apenas três não nativas (Hyphessobrycon eques, Oreochromis niloticus, e Poecilia reticulata) e uma não definida (Gymnotus pantanal). Entre as espécies nativas, duas são desconhecidas da ciência (Bryconamericus aff. iheringii e Hypostomus sp. n.) e três migradoras (Leporinus friderici, Megaleporinus obtusidens e Pimelodus maculatus). Neste artigo, fornecemos imagens das espécies coletadas. Os resultados indicam que a bacia do Rio Guareí é uma região importante em termos de diversidade de peixes no alto Rio Paranapanema, enfatizando a necessidade de ações adequadas de manejo e conservação.

A case of complete albinism in the catfish Cambeva guareiensis (Siluriformes: Trichomycteridae) / Um caso de albinismo completo no bagrinho Cambeva guareiensis (Siluriformes: Trichomycteridae)

Abstract: Albinism has been recorded in Neotropical freshwater fishes, mostly for nocturnal or cryptobiotic species. We report herein a case of albinism in the catfish Cambeva guareiensis (Trichomycteridae) from the Guareí River basin, Upper Paraná River basin, southeastern Brazil. The albino fish was caught with seven individuals with typical color pattern of the species. The features of the albino fish in life and shortly after preservation are described and illustrated.

Resumo: Albinismo tem sido registrado em peixes de água doce Neotropicais, principalmente em espécies noturnas ou criptobióticas. Relatamos aqui um caso de albinismo no bagrinho Cambeva guareiensis (Trichomycteridae) da bacia do Rio Guareí, bacia do Alto Rio Paraná, sudeste do Brasil. O peixe albino foi capturado juntamente com sete indivíduos com padrão de cor típico da espécie. As caracteristicas do peixe albino em vida e logo após a preservação são descritas e ilustradas.

Small size today, aquarium dumping tomorrow: sales of juvenile non-native large fish as an important threat in Brazil

Informal sales of large-bodied non-native aquarium fishes (known as "tankbusters") is increasing among Brazilian hobbyists. In this study, we surveyed this non-regulated trade on Facebook® from May 2012 to September 2016, systematically collecting information about the fishes available for trading: species, family, common/scientific names, native range, juvenile length, behavior, number of specimens available in five geographical regions from Brazil. We also assessed the invasion risk of the most frequently sold species using the Fish Invasiveness Screening Test (FIST). We found 93 taxa belonging to 35 families. Cichlidae was the dominant family, and most species were native to South America. All species are sold at very small sizes (< 10.0 cm), and most display aggressive behavior. The hybrid Amphilophus trimaculatus × Amphilophus citrinellus, Astronotus ocellatus, Uaru amphiacanthoides, Osteoglossum bicirrhosum, Cichla piquiti, Pangasianodon hypophthalmus, Datnioides microlepis and Cichla kelberi were the main species available. The southeast region showed the greatest trading activity. Based on biological traits, the FIST indicated that Arapaima gigas, C. kelberi and C. temensis are high-risk species in terms of biological invasions via aquarium dumping. We suggest management strategies such as trade regulations, monitoring, euthanasia and educational programs to prevent further introductions via aquarium dumping.(AU)

A venda de juvenis de peixes não-nativos de grandes dimensões, chamados de "peixes jumbo", está aumentando entre aquaristas no Brasil. Neste trabalho, pesquisou-se este comércio informal pelo Facebook® de maio/2012 a setembro/2016, coletando-se informações sobre espécies, família, nomes vulgares/científicos, origem, tamanho juvenil, comportamento e número/frequência de exemplares disponíveis nas cinco regiões geográficas do Brasil. Também avaliou-se o risco de invasão das espécies mais vendidas usando o protocolo Fish Invasiveness Screening Test (FIST). Foram encontradas 93 espécies pertencentes a 35 famílias. Cichlidae foi a família dominante, e a maioria das espécies é nativa da América do Sul. Todas as espécies foram vendidas como juvenis (< 10.0 cm), e a maioria exibe comportamento agressivo. O híbrido Amphilophus trimaculatus × Amphilophus citrinellus, Astronotus ocellatus, Uaru amphiacanthoides, Osteoglossum bicirrhosum, Cichla piquiti, Pangasianodon hypophthalmus, Datnioides microlepis e Cichla kelberi foram as espécies mais comercializadas. A região sudeste apresentou a maior porcentagem de vendas, e o FIST mostrou que Arapaima gigas, C. kelberi e C. temensis foram consideradas de alto risco para desencadear invasões biológicas mediadas por descarte de aquários. Recomendações como a regulação do comércio, monitoramento, sacrifício das espécies e campanhas educacionais para os aquaristas são sugeridas para evitar futuras introduções de peixes via descarte de aquários.(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)

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

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

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