Life-history of the South American darter, Characidium pterostictum (Crenuchidae): evidence for small scale spatial variation in a piedmont stream

The present study compares the reproduction, condition and size of the small characiform fish, Characidium pterostictum, sampled at close sites differing in severity of flash flood effects. Data were obtained from seasonal samples in two sites situated 8 km apart in the same stream. In the upstream site, habitat is more severely affected by flash floods than in the downstream site, and this difference was hypothesized to produce differences in life history and individual reproduction trade-off patterns, as predicted by life-history theory. The results provided evidence for small-scale spatial variation in life-history and trade-off patterns within the studied population. At the most severely disturbed site, C. pterostictum displayed a trade-off pattern that favored reproductive life-span (e.g., larger size, higher and seasonally stable condition, larger mean size of mature females) over instantaneous reproductive output (lower gonadosomatic index), while the opposite pattern was observed in the less disturbed site. Because of the differences in disturbance effects between each sampling site, these results suggest that within-stream variability in the severity of hydrological disturbance can influence life-history patterns at small spatial scales. An implication of the results is that fish occupying areas that are hydrologically more variable within a stream are not necessarily at an energetic or reproductive disadvantage, but may be simply under environmental conditions that favor distinct patterns of energy allocation (or trade-offs) and population persistence, as predicted by life-history theory. Therefore, plasticity in life-history is expected to be common in stream fish populations that are widespread in a stream system with spatially variable or patchy habitat characteristics.

Este estudo compara a estrutura populacional e a reprodução do pequeno caraciforme, Characidium pterostictum, amostrado em locais sujeitos a diferentes efeitos de perturbações hidrológicas naturais (enxurradas). Os dados foram obtidos a partir de amostragens sazonais em dois trechos distando 8 km entre si, no mesmo riacho. No trecho a montante, o habitat é mais severamente afetado pelas enxurradas do que no trecho a jusante e, devido a esta diferença, testou-se a hipótese de que haveria contrastes em padrões de alocação de energia entre reprodução e sobrevivência individual, como previsto pela teoria de história de vida. No trecho a montante, C. pterostictum apresentou características que favorecem a longevidade reprodutiva (como maior tamanho, condição mais elevada e sazonalmente pouco variável, maior tamanho de fêmeas maduras) em relação ao desempenho reprodutivo instantâneo (menor índice gonadossomático). O padrão oposto foi observado no trecho a jusante. Devido às diferenças em termos de efeito de perturbação (enxurradas) em cada trecho, esses resultados sugerem que a variabilidade espacial de perturbações hidrológicas pode influenciar padrões de história de vida dentro de uma população. Outra implicação dos resultados, é que os peixes que ocupam locais hidrologicamente mais variáveis em um riacho não estão necessariamente em desvantagem energética ou reprodutiva, mas podem estar simplesmente sob condições ambientais que favorecem padrões distintos de alocação de energia e persistência da população. Dessa forma, pode-se esperar que a plasticidade de história de vida seja comum em populações de peixes que sejam amplamente distribuídas em um sistema de riachos com características de hábitat espacialmente variáveis ou em mosaico.

Epibenthic colonization on an artificial reef in a stressed environment off the north coast of the Rio de Janeiro State, Brazil

The influence of sedimentation and turbidity caused by the pluviometric precipitation and by the Paraiba do Sul River during the summer was investigated on an artificial reef along the north coast of Rio de Janeiro, Brazil. Four recruitment and four cumulative plates were removed monthly (January 2002 to February 2003) from the external surface of the concrete reef modules. Empty space was not a limiting factor the recruitment. Turnover rate and structural difference index were higher in the first months and reflected low change in the species dominance during almost the entire study period. The high correlation between the precipitation and the empty space suggested that rain influence the recruitment and the succession. The recruitment was possible despite stress factors such as sedimentation, turbidity, abrasion, strong bottom currents and a lack of natural consolidated substrate. Changes in the community structure reflected the substrate colonization history of a few resistant species and their subsequent interactions.

A influência da sedimentação e da turbidez causadas pela precipitação pluviométrica e vazão do rio Paraíba do Sul nos meses de verão foi investigada em um recife artificial na costa norte do Estado do Rio de Janeiro, Brasil. Quatro placas de recrutamento e quarto placas de sucessão eram retiradas mensalmente (Janeiro de 2002 a Fevereiro de 2003) da superfície externa de módulos recifais de concreto. Espaço vazio não foi um fator limitante para o recrutamento. A taxa de substituição de espécies e o grau de diferença na estrutura da comunidade foram superiores nos meses iniciais, refletindo as reduzidas mudanças na dominância das espécies durante o período de estudo. A alta correlação entre precipitação e espaço vazio sugere a influência da precipitação no recrutamento e sucessão dos organismos. Recrutamento foi possível mesmo com fatores estressantes como sedimentação, turbidez, correntes de fundo e falta de substrato consolidado natural. Mudanças na estrutura da comunidade refletiram a história da colonização do substrato das poucas espécies resistentes e suas subseqüentes interações.