Diet shift of Red Belly Pacu Piaractus brachypomus (Cuvier, 1818) (Characiformes: Serrasalmidae), a Neotropical fish, in the Sepik-Ramu River Basin, Papua New Guinea

Introduction of fish species is a globally widespread practice that causes losses of native species and homogenization of diversity within and across continents. Diet assessments are important tools to depict the ecological function of species introduced into novel ecosystem and possible direct and indirect ecological effects. In this study, we compare the diet of Piaractus brachypomus, a mainly frugivorous Neotropical fish, introduced into the Sepik-Ramu River Basin (Papua New Guinea) nearly two decades ago, to that of similar size individuals from Neotropical populations in the Amazon and Orinoco River basins (South America). In contrast to native populations that feed mainly on terrestrial plants and invertebrates, the diet of introduced P. brachypomus is mainly composed of fish remains and aquatic plants, while terrestrial plants are frequently consumed but in relatively smaller amounts. These findings show that P. brachypomus has an inherently plastic diet that can be adjusted when displaced to a novel geographic area. While trophic plasticity increases the likelihood of a species to establish breeding populations after its introduction, it also reduces our ability to predict negative effects on native species.

La introducción de peces es una práctica que se extiende globalmente y que causa perdida de especies nativas y homogenización de la diversidad dentro y entre continentes. Los estudios de dieta son herramientas útiles para definir la función ecológica de una especie introducida en un ecosistema nuevo y los posibles efectos directos e indirectos. En este estudio describimos la dieta de Piaractus brachypomus, una especie de pez Neotropical principalmente frugívora, que fue introducida en el río Sepik (Papua Nueva Guinea) hace casi dos décadas; y la comparamos con aquella de individuos de tamaño corporal similar de poblaciones nativas en las cuencas de los ríos Amazonas y Orinoco (América del Sur). En contraste con las poblaciones nativas que se alimentan principalmente de frutas y semillas, plantas e invertebrados terrestres, la dieta de individuos de P. brachypomus introducidos se compone principalmente de restos de peces y plantas acuáticas, mientras que plantas terrestres son consumidas frecuentemente pero en pequeñas cantidades. Estos resultados indican que P. brachypomus tiene una dieta plástica que puede adaptarse cuando la especie se desplaza a un área geográfica nueva. A pesar de que la plasticidad trófica aumenta la probabilidad de que una especie establezca poblaciones reproductivas después de la introducción, también reduce nuestra habilidad de predecir los efectos negativos sobre especies nativas.

Analysis of propagule pressure and genetic diversity in the invasibility of a freshwater apex predator: the peacock bass (genus Cichla)

An important step in invasive biology is to assess biological variables that could be used to predict invasion success. The study of genetics, evolution, and interactions of invasive and native species in invaded ranges provides a unique opportunity to study processes in population genetics and the capability of a species' range expansion. Here, we used information from microsatellite DNA markers to test if genetic variation relates to propagule pressure in the successful invasion of an apex predator (the Amazonian cichlid Cichla) into Southeastern Brazilian River systems. Invasive populations of Cichla have negatively impacted many freshwater communities in Southeastern Brazil since the 1960s. Reduction of genetic variation was observed in all invasive populations for both Cichla kelberi (CK) and Cichla piquiti (CP). For instance, heterozygosity was lower in the invasive range when compared to native populations from the Amazon basin (CP HE = 0.179/0.44; CK HE = 0.258/0.536 respectively). Therefore, despite the successful invasion of Cichla in southeast Brazil, low genetic diversity was observed in the introduced populations. We suggest that a combination of factors, such as Cichla's reproductive and feeding strategies, the "evolutionary trap" effect and the biotic resistance hypothesis, overcome their depauperete genetic diversity, being key aspects in this apex predator invasion. Uma importante etapa na biologia da invasão é acessar variáveis biológicas que podem predizer o sucesso de invasão. O estudo da genética, evolução e interações entre invasores e espécies nativas no ambiente invadido pode prover uma oportunidade única para o estudo dos processos em genética de populações e a capacidade de uma espécie ampliar seu habitat. Nesse trabalho, nos utilizamos dados de marcadores de DNA microssatélites para testar se a variação genética é relacionada a pressão de propágulo na invasão bem sucedida do predador de topo (o ciclídeo Amazônico Cichla) nos rios do Sudeste Brasileiro. Populações invasoras de Cichla vem impactando negativamente diversas comunidades de água doce no Sudeste brasileiro deste 1960. A redução da variação genética foi observada em todas populações invasoras, tanto para Cichla kelberi (CK) como Cichla piquiti (CP). Por exemplo, a heterozigose foi menor no ambiente invadido quando comparada com as populações nativas da bacia Amazônica (CP HE = 0.179/0.44; CK HE = 0.258/0.536 respectivamente). Assim, apesar do sucesso da invasão de Cichla no sudoeste do Brasil, baixa diversidade genética foi observada nas populações introduzidas. Nós sugerimos que uma combinação de fatores, como as estratégias reprodutivas de Cichla, o efeito de "armadilha evolutiva" e a hipótese de resistências biótica superam o efeito que a diversidade genética depauperada exerce, sendo aspectos-chave na invasão desse predador de topo de cadeia.