Taxonomic and phylogenetic beta diversity in headwater stream fish communities of the Paraná and Paraguai River basins

Patterns of species replacement and richness differences along environmental gradients or ecoregions shed light on different ecological and evolutionary mechanisms acting on community structure. Communities of aquatic ecosystems of different watersheds are supposed to host distinct species and lineages. Quantifying and understanding the degree to which these differences are affected by environmental and biogeographical factors remains an open question for these environments, particularly in the Neotropical region. We investigated patterns of taxonomic and phylogenetic composition of headwater streams of the Paraná and Paraguai River basins to understand how local and biogeographical factors affect the assembly of fish communities. We also quantified taxonomic and phylogenetic beta diversity by decomposing them into nestedness and turnover components. We found that local environmental factors are the main factors influencing the composition of stream fish communities. Whereas pH affected both taxonomic and phylogenetic turnover, water velocity was responsible for phylogenetic turnover and pH was the main driver of phylogenetic nestedness. Our results indicate an effect of local environmental factors in determining the structure of headwater stream fish communities through a combination of a species sorting mechanism (water velocity and pH) and phylogenetic habitat filtering (pH).(AU)

Padrões de substituição de espécies ou diferenças de riqueza ao longo de gradientes ambientais ou ecoregiões lançam luz sobre diferentes processos e mecanismos ecológicos atuando na estruturação das comunidades. Supõe-se que comunidades aquáticas pertencentes a diferentes bacias pertençam a linhagens evolutivas distintas. Quantificar e entender o grau em que tais diferenças são resultado de fatores ambientais locais e/ou processos biogeográficos ainda é uma questão pouco explorada. Neste estudo nós investigamos os padrões de composição taxonômica e filogenética em riachos de cabeceira das bacias dos Rios Paraná e Paraguai, para entender como fatores locais e biogeográficos afetam a estruturação das comunidades de peixes. Nós quantificamos a diversidade beta taxonômica e filogenética decompondo estas em aninhamento e substituição. Encontramos que os fatores ambientais locais são os principais determinantes da composição das comunidades de peixes destes riachos. Enquanto o pH afetou tanto a substituição de linhagens e de espécies, a velocidade da água foi responsável por uma substituição de linhagens, enquanto o pH foi o principal responsável pelo aninhamento de linhagens. Nossos resultados indicam a importância dos fatores locais através da combinação entre mecanismos de preferência de nicho (velocidade da água e pH) e filtragem ambiental de linhagens (pH).(AU)

Modelagem das trajetórias médias do peso vivo e do rendimento de carcaça de tilápias do Nilo (Oreochromis niloticus) por meio de funções B-spline / Modeling the mean trajectories of live body weight and carcass yield of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) by B-spline functions

Empregando o método dos quadrados mínimos e polinômios B-spline quadráticos, diferentes modelos estatísticos foram testados para identificar o mais apropriado para modelar as trajetórias médias do peso vivo e do rendimento de carcaça de tilápias do Nilo (Oreochromis niloticus). Dados de peso vivo (8.758) e de rendimento de carcaça (2.042) de tilápias com idades entre 106 e 245 dias foram obtidos de 72 famílias provenientes de 36 machos e 72 fêmeas. As variáveis sexo e tanque de criação foram consideradas como classificatórias, e os coeficientes dos polinômios B-spline quadráticos com dois a cinco intervalos de mesmo tamanho foram utilizados como covariáveis. Segundo a maioria dos critérios de ajuste utilizados, os modelos com polinômio B-spline quadrático com cinco intervalos de mesmo tamanho apresentaram os melhores ajustes. O aumento do número de intervalos do polinômio B-spline melhorou o ajuste dos polinômios aos dados. A inclusão dos efeitos classificatórios de sexo, tanque de criação, interação entre esses efeitos e polinômio B-spline quadrático aninhado a essa interação indicou que, com o decorrer do tempo, cada sexo, cultivado em diferente tanque, apresentou trajetória média diferente, sendo necessária a inclusão do aninhamento do tempo na interação sexo x tanque de criação para que, em programas de melhoramento genético da espécie, os valores genéticos dos candidatos à seleção não sejam sub ou superestimados.

Employing the method of least squares and quadratic B-spline polynomials, different statistical models were tested to identify the most appropriate to model the mean trajectories of live weight and carcass yield of Nile tilapia (Oreochromis niloticus). Data of live weight (8,758) and carcass yield (2,042) of tilapias with ages between 106 and 245 days were obtained from 72 families derived from 36 males and 72 females. The sex and tank variables were considered as classificatory and the coefficients of quadratic polynomials B-spline of two to five intervals of the same size were used as covariables. According to most fit criteria used, the models with quadratic B-spline polynomial with five intervals of the same size presented the best adjustments. The increase in number of intervals of B-spline polynomial improved the fit of the polynomials to the data. The inclusion of classificatory effects from sex, tank, the interaction of these effects and the quadratic polynomial B-spline nested in this interaction indicated that, over time, each sex, grown in different tank, presented different mean trajectory, necessitating the inclusion of nesting time in the interaction sex x tank in order to avoid the under or overestimation of breeding values of the selection candidates in breeding programs of this species.

Partitioning beta diversity of aquatic Oligochaeta in different environments of a Neotropical floodplain / Partição da diversidade beta de Oligochaeta aquático em diferentes ambientes de uma planície de inundação neotropical

We tested the hypothesis that the contribution of the nestedness component is higher in environments with more similar features (lentic or lotic), whereas the contribution of the turnover component is higher in environments with more dissimilar features (lotic vs. lentic). To this end, we partitioned beta diversity of the Oligochaeta community into 12 environments of the Upper Paraná River floodplain. We recorded 986 individuals of 17 taxa. Through Redundancy Analysis, we observed a differentiation between lentic and lotic habitats both by environmental features as species composition. Our hypothesis was partially supported, because in environments with more similar hydrological characteristics, we observed a greater contribution of the nestedness component only in lentic environments, whereas in lotic environments, the turnover component showed a higher value. Moreover, when analyzed the different environments (lentic vs. lotic), we noticed a very similar contribution of both components. Some species were more frequent, as A. pigueti and P. americana, while others were exclusive to some environments (N. bonettoi and H. aedeochaeta). We evidenced the importance of each component in structuring Oligochaeta community, nonetheless, in a different way between environments with more similar (nestedness to lentic and turnover to lotic) or dissimilar (almost the same contribution of both) features.

Nós testamos a hipótese de que a contribuição do componente aninhamento é maior em ambientes com características hidrológicas semelhantes (lênticos ou lóticos), enquanto o componente turnover é maior em ambientes com características mais diferentes (lótico vs. lêntico). Para tal, particionamos a diversidade beta da comunidade de Oligochaeta entre 12 ambientes da planície de inundação do alto rio Paraná. Registramos 986 indivíduos, consistindo em 17 táxons. Por meio da Análise de Redundância, observamos uma diferenciação entre ambientes lênticos e lóticos, tanto pelos fatores ambientais como também pelas espécies. Nossa hipótese foi parcialmente corroborada uma vez que em relação aos ambientes com características mais similares, observamos maior contribuição do componente aninhamento apenas nos ambientes lênticos, enquanto nos ambientes lóticos, o componente turnover foi maior. Ainda, ao analisarmos os ambientes mais diferentes, notamos uma contribuição muito semelhante de ambos os componentes. Algumas espécies foram mais frequentes, como A. pigueti e P. americana, enquanto outras foram exclusivas de alguns ambientes (N. bonettoi e H. aedeochaeta). Nós evidenciamos a importância de cada componente na estruturação da comunidade de Oligochaeta, no entanto, de uma forma diferente entre os ambientes com características mais semelhantes (aninhamento para lênticos e turnover para lóticos) ou diferentes (contribuição semelhante de ambos).

Species composition, richness and nestedness of lizard assemblages from Restinga habitats along the brazilian coast / Composição de species, riqueza e grau de aninhamento de assembléias de lagartos em habitats de Restingas ao longo da costa brasileira

Habitat fragmentation is well known to adversely affect species living in the remaining, relatively isolated, habitat patches, especially for those having small range size and low density. This negative effect has been critical in coastal resting habitats. We analysed the lizard composition and richness of restinga habitats in 16 restinga habitats encompassing three Brazilian states (Rio de Janeiro, Espírito Santo and Bahia) and more than 1500km of the Brazilian coast in order to evaluate if the loss of lizard species following habitat reduction occur in a nested pattern or at random, using the “Nestedness Temperature Calculator” to analyse the distribution pattern of lizard species among the restingas studied. We also estimated the potential capacity that each restinga has to maintain lizard species. Eleven lizard species were recorded in the restingas, although not all species occurred in all areas. The restinga with the richest lizard fauna was Guriri (eight species) whereas the restinga with the lowest richness was Praia do Sul (located at Ilha Grande, a large coastal island). Among the restingas analysed, Jurubatiba, Guriri, Maricá and Praia das Neves, were the most hospitable for lizards. The matrix community temperature of the lizard assemblages was 20.49° (= P <0.00001; 5000 randomisations; randomisation temperature = 51.45° ± 7.18° SD), indicating that lizard assemblages in the coastal restingas exhibited a considerable nested structure. The degree in which an area is hospitable for different assemblages could be used to suggest those with greater value of conservation. We concluded that lizard assemblages in coastal restingas occur at a considerable level of ordination in restinga habitats and that some restinga areas such as Jurubatiba, Guriri, Maricá and Praia das Neves are quite important to preserve lizard diversity of restinga environments.

A fragmentação dos habitats constitui um importante fator bem conhecido por afetar negativamente as espécies que vivem em porções relativamente isoladas de habitats ou de de manchas de hábitat e, especificamente para aquelas que possuem menores extensões de área e menores densidades populacionais. Este efeito negativo tem sido crítico nos habitats de restingas. Nós analisamos a composição e a riqueza de lagartos de habitats de restinga em 16 áreas de restingas, abrangendo três estados brasileiros (Rio de Janeiro, Espírito Santo e Bahia), ao longo de mais de 1500 km da costa brasileira, visando avaliar se a perda de espécies de lagartos acompanharia a redução de habitat seguindo um padrão aninhado ou de forma aleatório, com uso do programa “Nestedness Temperature Calculator” para analisar o padrão de distribuição de espécies de lagartos entre as restingas estudadas. Estimamos também a capacidade potencial de cada área de restinga em manter as espécies de lagartos. Onze espécies de lagartos foram registradas nas restingas, embora nem todas as espécies tenham ocorrido em todas as áreas amostradas. A restinga com a maior riqueza de lagartos foi Guriri (oito espécies), enquanto a restinga com a menor riqueza foi a da Praia do Sul (localizada na Ilha Grande, uma grande ilha costeira no sudeste do Brasil). Entre as restingas analisadas, Jurubatiba, Guriri, Maricá e Praia das Neves, foram as mais favoráveis para os lagartos. A temperatura da matriz da comunidade de lagartos foi de 20.49°C (= P <0,00001; 5000 aleatorizações; temperatura randomizada = 51,45°C + 7.18°C SD), o que indicou que as assembleias de lagartos nas restingas costeiras teve uma estrutura considerável aninhada. O grau segundo o qual uma área é mais favorável para diferentes assembléias pode ser utilizado como parâmetro para agregar maior valor de conservação desta área. Concluímos que as assembléias de lagartos nas restingas costeiras ocorreram em um considerável nível de ordenação e que algumas áreas de restinga como Jurubatiba, Guriri, Maricá e Praia das Neves são importantes e estratégicas para preservar a diversidade de lagartos de ambientes de restinga.

Nestedness in forest mammals is dependent on area but not on matrix type and sample size: an analysis on different fragmented landscapes / Aninhamento em mamiferos florestais depende da area mas nao do tipo da matriz ou do tamanho amostral: uma analise com diferentes paisagens fragmentadas

Nestedness, the pattern in which the species of a species-poor community are a subset of species-rich communities, can provide information regarding species order of extinction, which is vital knowledge for conservation biology. We tested the hypotheses that the nestedness of mammal communities in forest remnants is influenced by sampling effort, mean remnant area, range of remnant areas, matrix type, and presence or absence of forest corridors, and compared the results with multi-taxa reviews. We used 24 published datasets to test this hypothesis and ran simple regressions for each variable. Our results provide evidence that area was the main determinant of nestedness in mammalian communities. We also found a significant effect on the range of areas as measured through area ratio. However we conclude that nestedness is not affected by sample size.

Aninhamento, o padrão no qual espécies de comunidades mais pobres são subconjuntos de comunidades mais ricas, pode fornecer informações sobre a ordem de extinção de espécies, conhecimento vital para a conservação. Testamos a hipótese que o aninhamento das comunidades de mamíferos em fragmentos florestais é influenciado pelo esforço amostral, média e variação de área dos fragmentos, assim como pela presença de corredores florestais e pelo tipo de matriz circundante, e comparamos com revisões multi-taxa. Usamos 24 conjuntos de dados publicados para testar essa hipótese. Nossos resultados forneceram evidencia de que a área foi o principal determinante do aninhamento de comunidades de mamíferos. Nós também concluímos que aninhamento não é afetado por esforço amostral.