Fish stomach contents in benthic macroinvertebrate assemblage assessments / Conteúdo estomacal de peixes em avaliações de comunidades de macroinvertebrados bentônicos

The choice of sampling gears to assess benthic macroinvertebrate communities depends on environmental characteristics, study objectives, and cost effectiveness. Because of the high foraging capacity and diverse habitats and behaviors of benthophagous fishes, their stomach contents may offer a useful sampling tool in studies of benthic macroinvertebrates, especially in large, deep, fast rivers that are difficult to sample with traditional sediment sampling gear. Our objective was to compare the benthic macroinvertebrate communities sampled from sediments with those sampled from fish stomachs. We collected benthic macroinvertebrates and fish from three different habitat types (backwater, beach, riffle) in the wet season, drying season, and dry season along a single reach of the Grande River (Paraná River Basin, southeast Brazil). We sampled sediments through use of a Petersen dredge (total of 216 grabs) and used gill nets to sample fish (total of 36 samples). We analyzed the stomach contents of three commonly occurring benthophagous fish species (Eigenmannia virescens, Iheringichthys labrosus, Leporinus amblyrhynchus). Chironomids dominated in both sampling methods. Macroinvertebrate taxonomic composition and abundances from fish stomachs differed from those from sediment samples, but less so from riffles than from backwater and beach habitats. Macroinvertebrate taxa from E. virescens stomachs were more strongly correlated with sediment samples from all three habitats than were those from the other two species. The species accumulation curves and higher mean dispersion values, compared with with sediment samples suggest that E. virescens is more efficient than sediment samples and the other fish studied at collecting benthic taxa. We conclude that by analyzing the stomach contents of benthophagous fishes it is possible to assess important characteristics of benthic communities (dispersion, taxonomic composition and diversity). This is especially true for studies that only sample fish assemblages to evaluate aquatic ecosystem impacts. Therefore, this approach can be useful to amplify assessments of human impacts, and to incorporate additional bioindicators.

A escolha da ferramenta adequada para avaliar as comunidades de macroinvertebrados bentônicos depende dos objetivos do estudo, das características ambientais e dos recursos financeiros disponíveis. Devido à alta capacidade de forrageamento apresentada por espécies de peixes bentófagas e seu acesso a diversos tipos de habitats, a análise do conteúdo estomacal destas espécies pode ser uma ferramenta útil em avaliações de assembleias de macroinvertebrados bentônicos, especialmente em rios grandes, profundos e rápidos, que são difíceis de amostrar através de métodos convencionais de coleta de sedimento. Nosso objetivo foi comparar as assembleias de macroinvertebrados bentônicos amostrados no sedimento com as assembleias amostradas nos estômagos de espécies de peixes bentófagas. Foram coletados peixes e sedimento em três diferentes tipos de habitats (remanso, praia, corredeira) nos períodos úmido e seco ao longo de um único trecho do rio Grande (bacia do rio Paraná, sudeste do Brasil). O sedimento foi amostrado através de uma draga Petersen (total de 216 dragas) e os peixes através de redes de emalhar (total de 36 amostras). Foram analisados os conteúdos estomacais de três espécies de peixes (Eigenmannia virescens Gymnotiformes, Iheringichthys labrosus Siluriformes; Leporinus amblyrhynchus Characiformes). Chironomidae foi a família dominante em ambos os métodos. A composição taxonômica de macroinvertebrados bentônicos encontrados nos estômagos foi diferente daquela amostrada no sedimento. Os taxa de macroinvertebrados amostrados nos estômagos de E. virescens foram mais correlacionados com os três tipos de habitats do que os taxa obtidos nos estômagos das outras duas espécies. As inclinações das curvas cumulativas, assim como os maiores valores de dispersão média, demonstram que E. virescens possui potencial como ferramenta ecológica para acessar as assembleias de macroinvertebrados bentônicos, assim como os maiores valores de dispersão observados. A família Philopotamidae foi encontrada apenas no estômago de L. amblyrhynchus. Concluímos que através da análise do conteúdo do estômago de peixes é possível acessar importantes características das assembleias bentônicas (p.ex. dispersão, composição taxonômica e diversidade). Esta abordagem é especialmente verdadeira em estudos que utilizam apenas as assembleias de peixes para avaliar e/ou monitorar ecossistemas aquáticos. Desta maneira, esse enfoque pode ser útil, aumentando o conhecimento acerca dos impactos humanos sobre os ecossistemas aquáticos e contribuindo para a utilização de diferentes grupos de bioindicadores.

Effects of flow reduction and spillways on the composition and structure of benthic macroinvertebrate communities in a Brazilian river reach / Efeitos da redução de vazão e construção de soleiras vertentes sobre a composição e estrutura de comunidades de macroinvertebrados bentônicos em um trecho de rio brasileiro

Dams are a major threat to aquatic biological diversity. By altering the natural flow of rivers, dams modify fluvial habitats, making them unsuitable for the growth and reproduction of many aquatic species. The aim of this study was to evaluate the effects of a reduced flow reach (RFR) on benthic macroinvertebrate communities. Benthic macroinvertebrates were collected at six sites downstream of the Amador Aguiar Power Plant I before (lotic phase) and after (semi-lentic phase) Araguari River mean flow was reduced from 346 to 7 m³.s-1. Changes in macroinvertebrates richness, diversity and total biomass were not observed. Ablabesmyia, Tanytarsus (Chironomidae, Diptera), Leptoceridae and Polycentropodidae (Trichoptera) densities significantly increased the first year after flow reduction and the construction of spillways (t-test; p < 0.05). An analysis of similarity (ANOSIM) showed statistical differences in taxonomical composition despite considerable overlap in communities between the lotic and semi-lentic phases (R = 0.3; p < 0.01). In both phases, the macroinvertebrates were characterised by the dominance of groups tolerant to human disturbance (e.g., Chironomidae, Ceratopogonidae and Oligochaeta) and by the presence of the alien bivalve species Corbicula fluminea (Veneroidae), suggesting that the river was already degraded before the hydraulic modifications. Since the 1980s, the Araguari River has been continuously subjected to human pressures (e.g., cascade dams, urbanization and replacement of native vegetation by pasture and crops). These activities have led to impoverishment of biological communities and have consequently altered the ecosystem.

As represas constituem uma das principais ameaças à diversidade biológica. Ao alterarem a vazão natural de um rio, modificam os habitats fluviais tornando-os inadequados para o crescimento e reprodução de diversas espécies aquáticas. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos de um trecho de vazão reduzida sobre as comunidades de macroinvertebrados bentônicos. Os organismos foram coletados em seis estações amostrais à jusante da UHE Amador Aguiar I antes (fase lótica) e após (fase semilêntica) a vazão média do rio Araguari (MG) ter sido reduzida de 346 para 7 m³.s-1. Não foram registradas mudanças na riqueza, diversidade e biomassa total dos macroinvertebrados. As densidades (ind.m-2) de Ablabesmyia, Tanytarsus (Diptera), Leptoceridae e Polycentropodidae (Trichoptera) aumentaram significativamente no primeiro ano após a redução da vazão e construção das soleiras vertentes (t-test; p < 0,05). Uma análise de similaridade (ANOSIM) apontou diferenças significativas na composição taxonômica, porém houve sobreposição das comunidades entre as fases lótica e semilêntica (R = 0,3; p < 0,01). Em ambas as fases a macrofauna caracterizou-se pela dominância de grupos tolerantes a distúrbios antrópicos (p. ex. Chironomidae, Ceratopogonidae e Oligochaeta) e pela presença do bivalve invasor Corbicula fluminea, sugerindo que o rio já estava degradado antes das modificações hidráulicas. Desde a década de 1980 o rio Araguari tem sido continuamente submetido a impactos antrópicos (barramentos em cascata, urbanização e a substituição da vegetação por pastagens e cultivos agrícolas). Essas atividades têm levado ao empobrecimento das comunidades biológicas e, consequentemente, alterado o funcionamento do ecossistema.