Diet and resource sharing by two Pimelodidae species in a Southeastern Brazilian reservoir / Alimentação e compartilhamento de recursos por duas espécies de Pimelodidae em um reservatório do sudeste brasileiro

Abstract: Fish can vary their diet and feeding dynamics according to biotic and abiotic factors. There is insufficient knowledge regarding these factors in reservoirs, which limits the management of these areas. The aim of this study was to determine the diet of two related and most collected fish species, verify the influence of biotic and abiotic factors on their diet, and also verify the existence of resource sharing by them in an upstream Brazilian reservoir. Fish abundance in the reservoir was calculated and data were provided by 176 specimens of Iheringichthys labrosus (Lütken, 1874) and 255 specimens of Pimelodus maculatus Lacépède, 1803 collected in Camargos reservoir, MG, Brazil. Stomach contents were analysed through the frequency of occurrence and volumetric methods. PERMANOVA analysis was done to evaluate the influence of biotic (Species and Size class) and abiotic factors (Season and Site) on the diets. The Alimentary Index (AI) and feeding overlap Index (Pianka) were also estimated. A NMDS analysis was conducted to visualize the food categories responsible for interspecific difference. The ingested items were grouped into 18 categories, of which 17 were found in both species. Feeding resources were significantly related to the biotic (Species: Pseudo F = 2.583, P = 0.001; Size Class: Pseudo F = 1.646, P = 0.001) and abiotic (Season: Pseudo F = 2.458, P = 0.006) factors. I. labrosus showed an invertivorous diet while P. maculatus an omnivorous diet and both species were not exclusively benthophagus as typically reported. Food overlap occurred intraspecifically and interspecifically (Pianka 0.61 to 0.97 and 0.61 to 0.66, respectively) and overlap also occurred in three of the four analysed seasons (Pianka 0.66 to 0.91). The diet overlap found between two of the most fished species and the low fish productivity may indicate the limitation of resources in this reservoir and should be considered for management of this area.

Resumo: Os peixes podem variar suas dietas e dinâmicas alimentares de acordo com fatores bióticos e abióticos. O conhecimento insuficiente desses fatores em reservatórios limita o manejo dessas áreas. O objetivo deste estudo foi determinar a dieta de duas espécies de peixes aparentados e mais coletados; verificar a influência de fatores bióticos e abióticos na dieta, e também verificar a existência da partilha de recursos entre essas espécies em um reservatório brasileiro de cabeceira. A abundância de peixes foi calculada e dados foram fornecidos por 176 espécimes de Iheringichthys labrosus (Lütken, 1874) e 255 espécimes de Pimelodus maculatus Lacépède, 1803 coletados no reservatório de Camargos, MG, Brasil. O conteúdo estomacal foi analisado pelos métodos de frequência de ocorrência e volumétrico. A análise de PERMANOVA foi realizada para avaliar a influência de fatores bióticos (Espécies e Classe de tamanho) e abióticos (Estação e Local) nas dietas. O Índice Alimentar (IA) e o Índice de sobreposição alimentar (Pianka) também foram estimados. Uma análise de NMDS foi conduzida para visualizar as categorias alimentares responsáveis pela diferença interespecífica. Os itens ingeridos foram agrupados em 18 categorias, das quais 17 foram encontradas em ambas as espécies. Os recursos alimentares foram significativamente relacionados aos fatores bióticos (Espécies: Pseudo F = 2.583, P = 0.001; Classe de tamanho: Pseudo F = 1.646, P = 0.001) e abióticos (Estação: Pseudo F = 2.458, P = 0.006). I. labrosus mostrou uma dieta invertívora e P. maculatus uma dieta onívora e ambas as espécies não foram exclusivamente bentófagas como normalmente descritas. A sobreposição alimentar ocorreu intraespecífica e interespecífica (Pianka 0,61 a 0,97 e 0,61 a 0,66, respectivamente) e a sobreposição também ocorreu em três das quatro estações analisadas (Pianka 0,66 a 0,91). A sobreposição de dieta encontrada entre duas das espécies mais pescadas e a baixa produtividade pesqueira podem indicar a limitação de recursos nesse reservatório e devem ser consideradas para o manejo dessa área.

Induced CYP1A activity and DNA damage in fish from the middle Paraíba do Sul River basin, southeastern Brazil / Atividade induzida de CYP1A e danos de DNA em peixes do trecho médio da bacia do rio Paraíba do Sul, sudeste do Brasil

The Paraíba do Sul River (PSR) drainage basin in Southeastern Brazil covers one of the most industrialized and densely populated regions of the country. The impact of chemical contamination on the PSR basin seems to be more pronounced in its middle reach where a number of potentially polluting plants are located. In this study, we used hepatic EROD activity - a biomarker of exposure to CYP1A-inducing pollutants (e.g. PAHs, PCDD/Fs, PCBs) - and the incidence of micronucleated erythrocytes (Mn) in the peripheral blood - a biomarker of effects of DNA-damaging agents (e.g. PAHs) - to evaluate the effects of pollution on two native fish species, Geophagus brasiliensis and Pimelodus maculatus. Results showed that the incidence of Mn and EROD in G. brasiliensis and P. maculatus from the two most downstream sites (Três Rios Town and Piabanha River) were markedly higher than the incidence of Mn and EROD recorded in fish from the most upstream site (Funil Reservoir). Our findings are consistent with the view that CYP1A-inducing activity and increased DNA-damage are found in fish caught in sampling sites located downstream of the stretch where there are several industries that are potential sources of PAHs and CYP1A-inducing contaminants.

O rio Paraíba do Sul (RPS) drena uma das mais industrializadas e densamente povoadas áreas do sudeste do Brasil. O impacto de contaminação química no RPS parece ser mais pronunciado no segmento médio da bacia onde se localiza grande número de indústrias potencialmente poluidoras. Neste estudo, foi avaliada a atividade hepática EROD – um biomarcador de exposição a poluente indutores da CYP1A (e.g. HAPs, PCDD/Fs, PCBs) – e a incidência de eritrócitos micronucleados (Mn) no sangue periférico – um biomarcador de efeitos de agentes de danificação do DNA- (e.g. HAPs) – para avaliar o efeito de poluição sobre dois peixes nativos, Geophagus brasiliensis e Pimelodus maculatus. Os resultados apresentaram que a incidência de Mn e EROD em G. brasiliensis e P. maculatus nos dois locais no trecho mais baixo (Três Rios e rio Piabanha) foi marcadamente mais elevada do que a incidência e a atividade EROD registradas em peixes dos locais mais à montante (reservatório do Funil). Estes resultados são consistentes com a visão de que atividade indutora de CYP1A e elevadora de danos no DNA são encontradas em peixes capturados em locais abaixo do trecho onde grande número de indústrias são potenciais fontes de poluição de indutores de contaminantes HAPs e CYP1A.

Gram-negative intestinal indigenous microbiota from two Siluriform fishes in a tropical reservoir

The Gram-negative intestinal microbiota of Hypostomus auroguttatus and Pimelodus maculatus, a detritivorous and an omnivorous fish species, respectively, were compared between fishes from the reservoir and the stretch of the river below the dam of the Funil hydroelectric plant, Rio de Janeiro, Brazil. Four selective culture media were used under aerobic and two under anaerobic conditions. The omnivorous species had microbiota with higher population levels compared to the detritivorous species. The number of morphotypes and population levels of total bacteria, vibrio and Bacteroides tended to be higher in summer and autumn in the reservoir, and not different in the river. The number of morphotypes of enterobacteria and total bacteria were higher in the lotic environment compared with the lentic one. The bacteria Aeromonas hydrophila and Plesiomonas shigelloides and the obligate anaerobic Fusobacterium mortiferum were the most frequently identified microorganisms in the intestine of both H. auroguttatus and P. maculatus. Both season and habitat influenced the Gram-negative intestinal microbiota of H. auroguttatus and P. maculatus. Environmental factors influenced the Gram-negative intestinal microbiota of both species with possible impact on the interrelationship between the fishes and their digestive ecosystem, although the gut microbiota composition of fishes may result from host-specific selective pressures within the gut.

Evaluation of techniques used to protect tailrace fishes during turbine maneuvers at Três Marias Dam, Brazil

Turbine dewatering and stop/startup may lead to the death of tons of fish at Brazilian power dams. The Três Marias Dam (TMD) on the São Francisco River has adopted two techniques to reduce the quantity of fish, mostly mandi (Pimelodus maculatus, Pimelodidae), affected by these maneuvers. They are: (i) spill before turbine dewatering to attract fish out of the tailrace, and (ii) fish screens in the stop log slots during turbine stop/startup to prevent fish from entering the draft tube. Here, we investigated whether spill and fish screens reduced the quantity of fish affected by turbine dewatering and stop/startup at TMD. We also determined whether the biomass of mandi trapped during turbine dewatering may be predicted by turbine discharge (Q) and/or catch per unit effort (CPUE) of mandis in the tailrace. Due to insufficient statistical power, our data were inconclusive as to whether spill attracted mandi out of the tailrace. We verified that the presence of fish screens significantly reduced the biomass of dead/moribund fish during turbine stop/startup. The biomass of mandis trapped in the draft tube during turbine dewatering was mainly influenced by Q (r² = 0.67), followed by CPUE (r² = 0.49). Since the trapped fish biomass correlated negatively with Q, we recommend that Q be maximized before turbine dewatering to reduce quantity of mandi trapped in the draft tube. The information presented here may be useful for reducing the quantity of fish affected by turbine maneuvers at TMD, as well as other dams.

Drenagem e parada/partida de turbina podem provocar a morte de toneladas de peixes em usinas hidrelétricas brasileiras. A usina de Três Marias (UTM), rio São Francisco, adotou duas técnicas para reduzir a quantidade de peixes, principalmente do mandi (Pimelodus maculatus, Pimelodidae), afetada durante essas manobras. Essas são: (i) vertimento antes da drenagem de turbina para atrair peixes para fora do canal de fuga, e (ii) grades nas guias das comportas ensecadeiras durante paradas/partidas para prevenir a entrada de peixes no tubo de sucção. Neste estudo, investigamos se o vertimento e as grades reduziram a quantidade de peixes afetados durante drenagem e parada/partida de turbina na UTM. Nós também determinamos se a biomassa de mandis aprisionados em drenagem de turbina pode ser predita pela vazão da turbina (Q) e/ou pela captura por unidade de esforço (CPUE) de mandis no canal de fuga. Devido ao poder estatístico insuficiente, nossos dados foram inconclusivos se o vertimento atraiu mandis para fora do canal de fuga. Verificamos que a presença das grades reduziu significativamente a biomassa de peixes mortos/moribundos em paradas/partidas de turbinas. A biomassa de mandis aprisionada no tubo de sucção nas drenagens foi influenciada principalmente pelo Q (r² = 0.67), seguida da CPUE (r² = 0.49). Como essa biomassa foi negativamente correlacionada com Q, recomendamos que Q seja máxima antes da drenagem para reduzir a biomassa de mandis aprisionada no tubo de sucção. Acreditamos que as informações apresentadas aqui poderão ser úteis para reduzir a quantidade de peixes afetada em manobras de turbinas na UTM e outras usinas hidrelétricas.

Optimal swim speeds by respirometer: an analysis of three neotropical species

The swimming ability of neotropical fish species is an important aspect for fish ladder designs. Especially in Latin America, where fish ladders are highly selective, fish strategies to negotiate the passage should be studied focusing on target species. This paper shows the swimming ability of three neotropical species (Leporinus reinhardti, Pimelodus maculatus and Prochilodus costatus), from São Francisco river basin. Respirometer was employed for data collection. Regarding the critical and prolonged speeds, L. reinhardti was the fastest among the three neotropical species in relative values (body length/second). The performance of neotropical species was better when compared to critical and maximum prolonged speeds of fish species from temperate areas. Finally, regarding the experimental procedures, the optimization of swimming speed in respirometer is lower than the optimal processes obtained with free swimming in open channels.

A capacidade natatória das espécies neotropicais de peixes é um importante aspecto a ser considerado em projetos de passagem para peixes. Especialmente na América Latina, aonde as passagens para peixes apresentam alta seletividade, estratégias para vencer barreiras de velocidade devem ser estudadas para espécies alvo. Este trabalho levantou a capacidade natatória de três espécies de peixes neotropicais (Leporinus reinhardti, Pimelodus maculatus e Prochilodus costatus) da bacia do rio São Francisco. Foi empregado o método forçado com uso de um em respirômetro. A comparação da velocidade entre as três espécies permitiu concluir que o L. reinhardti foi a espécie com maior velocidade crítica e velocidade prolongada em termos relativos (comprimentos/segundo). As espécies neotropicais foram mais rápidas, em termos relativos, do que as espécies de regiões temperadas, considerando velocidade crítica e máxima velocidade prolongada. Com relação aos procedimentos para determinação da capacidade natatória, verificou-se que a otimização da velocidade pelos peixes em respirômetro é inferior a desenvolvida em testes voluntários em canais abertos.

Reynolds shear-stress and velocity: positive biological response of neotropical fishes to hydraulic parameters in a vertical slot fishway

The barriers created by dams can cause negative impacts to aquatic communities, and migratory fish species are directly affected. Fishways have been developed to allow the upstream passage of fishes through dams. In Brazil, after the implementation of environmental laws, these structures have been built based on European and American fishway designs. Studies have shown selectivity for different neotropical fishes in some Brazilian fishways, and the main challenge has been to promote upstream passage of a large number of diverse fish species. The patterns of flow circulation within the fish ladder may explain fish selectivity although few studies detail the fish response to hydraulic characteristics of fish ladder flow. This paper presents a laboratory study, where a vertical slot fishway was built in a hydraulic flume and the behavior of two neotropical fish species (Leporinus reinhardti and Pimelodus maculatus) were analyzed. The structure of flow was expressed in terms of mean velocity, Reynolds shear-stress and velocity fluctuation fields. The individuals of Leporinus reinhardti had higher passage success than Pimelodus maculatus in the laboratory flume. Both species preferred areas of low to zero Reynolds shear-stress values. In addition, different preferences were observed for these species concerning the horizontal components of velocity fluctuation.

Interrupções em rios, como as causadas por barragens, provocam impactos negativos sobre as comunidades aquáticas e as espécies migratórias de peixes são diretamente afetadas. A fim de permitir a passagem de peixes, mecanismos de transposição são construídos junto a barramentos. No Brasil, após a implantação de leis ambientais, estas estruturas passaram a ser amplamente construídas e foram baseadas em projetos desenvolvidos na Europa e na América do Norte. Análises de mecanismos já construídos têm mostrado grande seletividade para espécies neotropicais e as demandas da diversa fauna de peixes neotropical são apresentadas como principal desafio ao projeto de passagens para peixes. Os padrões de escoamento dentro de escadas para peixes podem explicar a seletividade destes mecanismos, mas poucos estudos detalham a resposta dos peixes às características hidráulicas encontradas dentro das escadas. Este estudo apresenta uma análise realizada em um laboratório onde foi construída uma escada do tipo ranhura vertical e analisados os comportamentos de duas espécies neotropicais (Leporinus reinhardti e Pimelodus maculatus). O escoamento foi estudado considerando os campos de velocidade média, tensão cisalhante de Reynolds e flutuações de velocidades. Os indivíduos da espécie Leporinus reinhardti apresentaram maior sucesso de passagem do que os da espécie Pimelodus maculatus. Ambas as espécies preferiram áreas de tensão de Reynolds igual a zero. Além disso, diferentes preferências foram observadas para cada espécie em relação às componentes horizontais da flutuação da velocidade.

Metazoan parasites of Mandi-amarelo Pimelodus maculatus and of Jundiá Rhamdia quelen (Osteichthyes: Siluriformes) of Paraíba do Sul River, Volta Redonda, Rio de Janeiro / Metazoários parasitos do Mandi-amarelo Pimelodus maculatus e do Jundiá Rhamdia quelen(Osteichthyes: Siluriformes) do Rio Paraíba do Sul, Volta Redonda, Rio de Janeiro

Forty-one specimens of mandi-amarelo Pimelodus maculatus Lacépède, 1803 (Siluriformes: Pimelodidae) and 54 specimens of jundiá Rhamdia quelen (Quoy & Gaimard, 1824) (Siluriformes: Heptapteridae) were collected from the Paraíba do Sul River, Volta Redonda, State of Rio de Janeiro, Brazil between November 2007 and October 2008. These fish underwent necropsy so their infracommunities of metazoan parasites could be studied. The same three species of parasites were collected in the two fish species studied. These were one monogenean, one nematode, and one hirudinean. Cucullanus pinnai (Travassos, Artiga, and Pereira, 1928) (Nematoda: Cucullanidae) and Aphanoblastella sp. (Monogenea: Dactylogyridae) were the dominant species with the highest prevalence in P. maculatus and R. quelen. The parasite species of P. maculatus and R. quelen showed an atypical over-dispersed pattern of distribution. No parasite species showed significant correlation between the body total length of the siluriform hosts and their prevalence and abundance. The parasite species richness showed a mean value of 0.87 ± 0.67 (0 -2) and 0.57 ± 0.56 (0 -2) in P. maculatus and R. quelen, respectively, and no correlation with the body total length.

Quarenta e um espécimes do mandi-amarelo Pimelodus maculatus Lacépède, 1803 (Siluriformes: Pimelodidae) e 54 espécimes do jundiá Rhamdia quelen (Quoy & Gaimard, 1824)(Siluriformes: Heptapteridae) foram coletados no Rio Paraíba do Sul, Volta Redonda, Estado do Rio de Janeiro, entre novembro de 2007 e outubro de 2008. Os peixes foram necropsiados para o estudo das suas infracomunidade de metazoários parasitos. Foram coletadas as mesmas três espécies de metazoários parasitos nas duas espécies de peixes estudadas. Estes foram um monogenético, um nematóide e um hirudíneo. Cucullanus pinnai (Travassos, Artiga e Pereira, 1928) (Nematoda: Cucullanidae) e Aphanoblastella sp. (Monogenea: Dactylogyridae) foram as espécies dominantes com os maiores valores de prevalência em P. maculatus e R. quelen, respectivamente. As espécies de parasitos de P. maculatus e R. quelen apresentaram típico padrão de distribuição superdispersa. Nenhum parasito apresentou correlação significativa entre o comprimento total dos siluriformes estudados e a prevalência e abundância parasitária. A riqueza parasitária apresentou média de 0,87 ± 0,67 (0 - 2) e 0,57 ± 0,56 (0 - 2) em P. maculatus e R. quelen, respectivamente, e sem correlação com o comprimento total dos hospedeiros.

Metazoan parasite fauna of Pimelodus maculatus La Cépède, 1803 (Siluriformes, Pimelodidae) from the Guandu river, Rio de Janeiro State, Brazil / Fauna de parasitos metazoários de Pimelodus maculatus La Cépède, 1803 (Siluriformes, Pimelodidae) do rio Guandu, Estado do Rio de Janeiro, Brasil - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v29i1.130

Sixty specimens of Pimelodus maculatus from the Guandu River in Rio de Janeiro State were examined to describe their parasitofauna, in the period from August 1999 to February 2001. Specimens of twelve metazoan parasite species were collected, allocated into seven taxonomic groups - Monogenoidea: Demidospermus uncusvalidus Gutiérez and Suriano, 1992, D. paravalenciennesi Gutiérez and Suriano, 1992, D. majusculus Kritsky and Gutiérez, 1998 and Scleroductus sp.; Digenea: Austrodiplostomum compactum (Lutz, 1928); Eucestoda: Nomimoscolex sp.; Nematoda: Cucullanus pinnai Travassos, Artigas and Pereira, 1928 and Procamallanus sp. (young specimen); Hirudinea: Helobdella sp.; Myxozoa: Henneguya sp. and Myxobolus absonus Cellere, Cordeiro and Adriano, 2002, along with one unidentified species of Acanthocephala (cystacanth). There was a correlation between the host sex and the prevalence and abundance of D. paravalenciennesi. The most dominant species in the parasite community of P. maculatus from the Guandu River was D. uncusvalidus (50%), followed by C. pinnai (18,3%). This study is the first report of D. majusculus and Henneguya sp. in P. maculatus, while it expands the known geographic distribution of D. uncusvalidus, D. paravalenciennesi, D. majusculus, Scleroductus sp., Nomimoscolex sp., C. pinnai, Procamallanus sp., Helobdella sp., Henneguya sp. and M. absonus.

Sessenta espéimes de Pimelodus maculatus provenientes do rio Guandu, Estado do Rio de janeiro, foram examinados para estudo de sua parasitofauna, no perído de agosto de 1999 a fevereiro de 2001. Foram coletados espéimes de doze espécies de parasitos metazoários alocados em sete grupos taxonômicos - Monogenoidea: Demidospermus uncusvalidus Gutiérez and Suriano, 1992, D. paravalenciennesi Gutiérez and Suriano, 1992, D. majusculus Kritsky and Gutiérez, 1998 e Scleroductus sp.; Digenea: Austrodiplostomum compactum (Lutz, 1928); Eucestoda: Nomimoscolex sp.; Nematoda: Cucullanus pinnai Travassos, Artigas and Pereira, 1928 e Procamallanus sp. (jovem); Hirudinea: Helobdella sp.; Myxozoa: Henneguya sp. e Myxobolus absonus Cellere, Cordeiro e Adriano, 2002, al de uma espie de Acanthocephala (cistacanto) não identificada. Houve correlação entre o sexo do hospedeiro com a prevalcia e com a abundâcia de D. paravalenciennesi. A espéie mais dominante na comunidade parasitáia de P. maculatus do rio Guandu foi D. uncusvalidus (50%), seguida de C. pinnai (18,3%). Demidospermus majusculus e Henneguya sp. constituem primeiro registro em P. maculatus. Demidospermus uncusvalidus, D. paravalenciennesi, D. majusculus, Scleroductus sp., Nomimoscolex sp., C. pinnai, Procamallanus sp., Helobdella sp., Henneguya sp. e M. absonus apresentam ampliada sua distribuio geogrica conhecida.

Parasitic fauna of Pimelodus maculatus (Osteichthyes: Pimelodidae) from the Itajaí-Açu river in Blumenau, state of Santa Catarina, Brazil / Parasitofauna de Pimelodus maculatus (Osteichthyes: Pimelodidae) do rio Itajaí-Açu em Blumenau, Estado de Santa Catarina, Brasil - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v29i1.159

Little is known on parasitic fauna of freshwater fish in the State of Santa Catarina. Specimens of mandi, Pimelodus maculatus, were collected in the Itajaí-Açu River, Blumenau, state of Santa Catarina, from March through December, 2005, for parasitological analysis. From a total of 82 examined fish, all of them were parasitized for at least one parasite species. During the sampling, the pH, dissolved oxygen, electric conductivity and water temperature, as well as the environment temperature and weather conditions two days before each sample were measured. The highest values of prevalence and mean intensity of infection were observed for Monogenoidea (96.3%; 100.23), followed by Henneguya sp. (63.4%), Procamallanus (Spirocamallanus) pimelodus (51.2%; 3.02), Trichodina sp. (30.5%), Parspina argentinensis (24.4%; 3.30), Diplostomum sp. (17%; 1.00), Dichelyne pimelodi (8.5%; 1.00) and Goezeella agostinhoi (6.1%; 1.00). There was positive correlation between the total length of the hosts and the mean intensity of infection by Monogenoidea.

Pouco se conhece sobre a parasitofauna de peixes de água doce no Estado de Santa Catarina. Espécimes de mandi, Pimelodus maculatus foram coletados no rio Itajaí-Açu, Blumenau, Estado de Santa Catarina, entre março e dezembro de 2005, para anáise parasitolóica. De 82 peixes analisados, todos apresentaram pelo menos uma espécie de parasito. Durante as amostragens foram medidos o pH, o oxigênio dissolvido, a condutividade elérica e a temperatura da água, bem como a temperatura ambiente e as condições do tempo nos dois dias que precederam a coleta. Os maiores valores de prevalêcia e intensidade média de infecção foram observados por Monogenoidea (96,3%; 100,23), seguido por Henneguya sp. (63,4%), Procamallanus (Spirocamallanus) pimelodus (51,2%; 3,02), Trichodina sp. (30,5%), Parspina argentinensis (24,4%; 3,30), Diplostomum sp. (17%; 1,00), Dichelyne pimelodi (8,5%; 1,00) e Goezeella agostinhoi (6,1%; 1,00).