Movement patterns of stream-dwelling fishes from Mata Atlântica, Southeast Brazil

The identification of mechanisms of spatial-temporal variation, obtained from the quantification of natural populations, is a central topic of ecological research. Despite its importance to life-history theory, as well as to conservation and management of natural populations, no studies concerning movement patterns and home range of small stream-dwelling fishes from Brazilian rain forests are known. In the present study we aimed to describe the longitudinal pattern of long distance movement as well as local patterns of short movement (daily home-range) of fishes from a Mata Atlântica stream from Southeast Brazil. We gathered information about movement dynamic in order to discuss the relationship between swimming ability, fish morphology and home range. Long distance movement data were obtained in a mark-recapture experiment held in the field between June and September - 2008, on five sites along the Ubatiba stream. For this study, we had one day to mark fishes, on June-19, and 14 events for recapture. Considering the ten species that inhabit the study area, our study showed that four species: Astyanax janeiroensis, Astyanax hastatus, Parotocinclus maculicauda and Pimelodella lateristriga, moved at least 6 000m in 60 days. The other six species did not present long distance movements, as they were recaptured in the same site 90 days after being marked. For short distance study, movement data were obtained in one mark-recapture experiment held in a 100m long site subdivided into five 20m stretches where fishes were marked with different elastomer colours. We marked 583 specimens that after recapture showed two groups of different movement patterns. The first group was called “Long Movement Group” and the second one was called “Short Movement Group”. The Long Movement Group showed, on average, 89.8% of moving fishes and 10.2% of non moving fishes, against 21.3% and 78.7%, respectively, for the Short Movement Group. It was concluded that fish movement could explain the previously mentioned community stability, and that it is correlated to specific morphological attributes.

A pesar de su importancia en la investigación ecológica, no se conocen estudios sobre patrones de movimiento y del ámbito de hogar de peces que habitan pequeños ríos de los bosques tropicales brasileños. El objetivo del presente estudio fue describir los patrones de movimiento de larga y corta distancia de peces de un arroyo de la Mata Atlântica (22°60” S - 42°48” W). Los datos de los movimientos de larga distancia se obtuvieron mediante un experimento de marcación-recaptura realizado en cinco sitios distribuidos a lo largo de 10km del río Ubatiba. Considerando las diez especies que habitan el área de estudio, observamos que cuatro se movieron por lo menos 6 000m en 60 días. Las otras seis especies no presentaron movimientos de larga distancia. Para los estudios de corta distancia se obtuvieron datos de marcación-recaptura en un sitio de muestreo con 100m de longitud subdividido en cinco tramos de río con 20m. Los especímenes recapturados presentaron dos grupos con patrones distintos de movimiento; un grupo con mayor movimiento y otro grupo de poco movimiento. Concluímos que el movimiento de los peces podría explicar la estabilidad de la comunidad previamente mencionada, y que está correlacionado a los atributos morfológicos específicos.

Population structure and reproduction of Deuterodon langei travassos, 1957 (Teleostei, Characidae) in a neotropical stream basin from the Atlantic Forest, Southern Brazil

Aspects of the biology of D. langei were studied at different sites along a longitudinal gradient formed by the Ribeirão stream basin, a Neotropical stream of the Atlantic Forest, southern Brazil. Differences were observed in population structure and reproduction along the longitudinal gradient and during the study period. Juvenile fishes occurred in high abundance, mainly in the downstream site after the rainy months. Adults occurred mainly in the intermediate and upstream sites. During their life cycle, adults optimise their reproductive strategy by concentrating the reproductive period with total spawn in a short time interval before summer rains dragged the juvenile, larval forms and/or eggs downstream. The downstream site was characterized by a wide range of microhabitats (ex. submerged grass and shallow flooded area). Thus, the species used different portions of the basin in distinct stages of its life, being ecologically adapted to variation patterns in its temporal and physical environments.

Aspectos da biologia de D. langei foram estudados em diferentes locais da bacia do rio Ribeirão, um riacho litorâneo da Floresta Atlântica do sudeste do Brasil. Foram observadas diferenças na estrutura da população e na reprodução, ao longo do gradiente longitudinal da bacia e do período de estudo. Os peixes juvenis ocorreram em grande abundância, principalmente no trecho a jusante da bacia, após os meses mais chuvosos. Adultos ocorreram principalmente nos trechos intermediários e a montante. Não houve diferença significativa na relação sexual entre os locais amostrados, estações do ano, meses e classes de comprimento. O comprimento médio de primeira maturação (L50) foi o mesmo para machos e fêmeas, entre 6,1 e 7,0 cm de comprimento total (Lt). O período reprodutivo foi curto (entre o final da primavera e início do verão), antes dos meses mais chuvosos, com desova total. O Índice de Atividade Reprodutiva (IAR) indicou que D. langei reproduz em toda a bacia, porém a atividade reprodutiva é mais intensa nos trechos mais a montante da bacia. O período chuvoso e as chuvas torrenciais se mostraram fatores abióticos muito importantes para a dinâmica da população. Durante seu ciclo de vida os adultos maximizam sua estratégia reprodutiva concentrando o período reprodutivo, com desova total em um curto espaço de tempo antes das chuvas de verão que carregam juvenis, formas larvais e/ou ovos para as regiões a jusante onde existe uma ampla quantidade de micro-ambientes (gramíneas submersas e áreas rasas e calmas). Desta forma a espécie estudada utilizou diferentes porções da bacia em distintos estágios de seu ciclo de vida, demonstrando estar ecologicamente adaptada às variações temporais e físicas do ambiente.

Ontogenetic, spatial and temporal variations in the feeding ecology of Deuterodon langei Travassos, 1957 (Teleostei: Characidae) in a Neotropical stream from the Atlantic rainforest, southern Brazil

Information related to the diet of one species always contributes to the knowledge of its bionomy and the functioning of the ecosystem in which the species lives. Therefore, understanding the feeding ecology of one fish population and its ontogenetic, spatial and temporal aspects help to understand the structure of fish assemblages and river communities. Knowledge of this structure is essential for habitat management and biodiversity conservation. The feeding ecology of Deuterodon langei Travassos, 1957 was studied through analyses of diet composition, sharing of resources, feeding strategy and contribution of food items to the width of its niche. The analysis included an assessment of ontogenetic, spatial and seasonal variations. The species was considered omnivorous with great plasticity caused by seasonal variation in food availability throughout the river basin, but mainly through ontogeny. The diet of smaller individuals revealed a predominance of insects and other arthropods, while the diet of larger specimens showed allochthonous plant items as the main components. The low intestinal quotient (IQ) values for the smaller individuals were accounted for their mainly insectivorous diet. The greater relative length of the intestine can account for the greater plasticity of the adult diet, enabling them to use diet items of larger size and more difficult digestion, such as plant items. Therefore, shifts in feeding ecology during growth are confirmed in this omnivorous tropical river fish, strengthening the concept that, when comparing food habits among species, fish size must be taken into account. This study also provides needed information regarding the feeding ecology of fishes intrinsically associated with the Atlantic rainforest, one of the most threatened and biodiverse ecosystems of the planet.

Informações relacionadas à alimentação de uma espécie contribuem para o conhecimento de sua bionomia e funcionamento do ecossistema no qual ela vive. Desta forma, entender a ecologia alimentar de uma população de peixes e seus aspectos ontogenéticos, temporais e espaciais auxiliam na compreensão da assembléia de peixes e de toda a comunidade de um rio. Reconhecer tal estrutura é fundamental para o manejo e conservação da biodiversidade do habitat. A ecologia alimentar de Deuterodon langei Travassos, 1957 foi analisada por meio da composição da dieta, partilha de recursos, estratégia alimentar e contribuição dos itens alimentares para o nicho alimentar. As análises incluem uma abordagem das variações ontogenéticas, espaciais e temporais. A espécie foi considerada onívora com uma grande plasticidade alimentar causada pela variabilidade sazonal na disponibilidade de recursos e ao longo da bacia hidrográfica, mas principalmente ao longo de sua ontogenia. A dieta dos indivíduos menores revelou uma predominância de insetos e outros artrópodes, enquanto nos indivíduos maiores ocorreu um predomínio de vegetais alóctones. Os baixos valores de Quociente Intestinal (IQ) para os indivíduos menores foram associados a uma dieta predominantemente insetívora. Os maiores comprimentos intestinais estiveram associados com uma maior plasticidade dos adultos, os quais são capazes de utilizar itens maiores e de difícil digestão, como itens de origem vegetal. Neste sentido, mudanças na ecologia alimentar durante o crescimento são confirmadas neste peixe onívoro de rios tropicais, ampliando o conceito de que, quando se compara os hábitos alimentares entre espécies, o tamanho dos peixes examinados deve ser levado em consideração. Este estudo contribui também com informações necessárias sobre a ecologia alimentar de peixes intrinsecamente associados com a Floresta Atlântica, um dos mais biodiversos e ameaçados ecossistemas do planeta.