Mesophotic ecosystems at Fernando de Noronha Archipelago, Brazil (South-western Atlantic), reveal unique ichthyofauna and need for conservation

Abstract Although several studies on the ichthyofauna of the Fernando de Noronha Archipelago have been carried out, its mesophotic fish diversity has never been surveyed before. Here we used SCUBA and technical rebreather diving, baited remote underwater videos and remotely operated vehicle to record shallow (≤ 30 m depth) and mesophotic (31 to 150 m depth) fishes. Nineteen fish species belonging to 14 families are reported here as new records, representing an increase of 8.2% in marine fish richness for the region, which now has a total of 250 species and 77 families. These new records include four potential new species and highlight the importance of surveying mesophotic ecosystems, even in well studied sites. Our results also emphasize the need for protection and attention to the unique ichthyofauna found at mesophotic depths.(AU)

Resumo Apesar de muitos estudos sobre a ictiofauna do Arquipélago de Fernando de Noronha terem sido realizados, sua diversidade de peixes mesofóticos nunca foi estudada antes. Neste estudo utilizamos mergulho autônomo e mergulho técnico, vídeos subaquáticos remotos com isca e veículo operado remotamente para registrar peixes de ecossistemas rasos (≤ 30 m de profundidade) e mesofóticos (31 a 150 m de profundidade). Dezenove espécies de peixes pertencentes a 14 famílias são apresentadas aqui como novos registros, representando um aumento de 8,2% na riqueza de peixes marinhos da região, que agora possui um total de 250 espécies e 77 famílias. Esses novos registros incluem quatro prováveis novas espécies e reforçam a importância de estudos em ecossistemas mesofóticos. Nossos resultados também enfatizam a necessidade de proteção e atenção à essa ictiofauna única encontrada nesses ecossistemas profundos.(AU)

Feeding ecology of two sympatric species of large-sized groupers (Perciformes: Epinephelidae) on Southwestern Atlantic coralline reefs

Red and black groupers are large-bodied opportunistic ambush predators commonly found in Southwestern Atlantic tropical reefs. We investigated the diet of both species in order to detail ontogenetic, spatial and temporal trends, and to assess the extent of overlap in resource use between these two sympatric predators on the Abrolhos Bank, Brazil. Decapods and fishes were the main food items of Epinephelus morio while fishes were the main prey of Mycteroperca bonaci. Both diets were significantly influenced by body size and habitat, but only smaller individuals of E. morio feed almost exclusively on crustaceans. While the two groupers rely on many of the same prey types, coexistence may be facilitated by E. morio feeding more heavily on crustaceans, particularly the blackpoint sculling crab Cronius ruber, while black grouper take comparatively few crustaceans but lots of fish prey. Predators like red and black groupers could trigger indirect effects in the community and influence a large range of ecological processes, such as linkages between top and intermediate predators, and intermediate predators and their resources.(AU)

A garoupa e o badejo-verdadeiro são predadores oportunistas de grande porte, com estratégia de emboscada, comumente encontrados em recifes tropicais do Atlântico Sul. A dieta das duas espécies foi investigada, avaliando influências ontogenéticas, espaciais e temporais, assim como a sobreposição no uso de recursos entre estes dois predadores co-orrentes no Banco dos Abrolhos, Brasil. Decápodes e peixes foram os principais itens alimentares de Epinephelus morio, enquanto que os peixes foram as principais presas de Mycteroperca bonaci. Ambas as dietas foram significativamente influenciadas pelo tamanho corporal e habitat, mas apenas indivíduos menores de E. morio alimentaram-se quase que exclusivamente de crustáceos. Como as duas espécies utilizam muitas presas semelhantes, a coexistencia parece ser facilitada pelo fato de E. morio se alimentar principalmente de crustáceos, particularmente do caranguejo Cronius ruber, enquanto que o badejo-verdadeiro consome relativamente poucos crustáceos e grande quantidade de peixes. Predadores como as espécies estudadas podem causar efeitos indiretos na comunidade e influenciar uma grande variedade de processos ecológicos, como conexões entre predadores de topo e intermediários e predadores intermediários e seus recursos.(AU)

Dynamics of fish assemblages on a continuous rocky reef and adjacent unconsolidated habitats at Fernando de Noronha Archipelago, tropical western Atlantic

In recent years, many studies investigated how density-dependent factors, such as shortages in microhabitat and food availability influence the structure of reef fish assemblages. Most of what is currently known, however, comes from comparisons of isolated patch reefs and from correlations between fish abundance and one or few microhabitat variables. In addition, most studies were done in the Caribbean and Indo-Pacific regions, whereas the South Atlantic region has been, to date, understudied. The present study evaluated spatial and temporal variations in reef fish abundance and species richness in a continuous rocky reef and adjacent unconsolidated habitats in a Southwestern Atlantic reef, using underwater techniques to assess both fish numbers and microhabitat variables (depth, rugosity, number of crevices and percent cover of live benthic organisms, bare rock, sand, and limestone). Higher species richness was observed at consolidated substratum stations on both sampling periods (May and October), but fish abundance did not show a significant spatial variation. Topographical complexity and percent cover of algae (except coralline algae) were amongst the most important determinants of species richness, and correlations between fish size and refuge crevice size were observed. The non-random patterns of spatial variation in species richness, and to a lesser extent, fish abundance, were related to differences in substratum characteristics and the inherent characteristics of fishes (i.e. habitat preferences) and not to geographical barriers restraining fish movement. This study highlights the importance of concomitantly assessing several microhabitat variables to determine their relative influence in reef fish assemblages.

Em anos recentes, vários estudos investigaram como os fatores dependentes da densidade, por exemplo, a diminuição na disponibilidade de microhabitats e alimento, influenciam a estrutura das assembleias de peixes. A maior parte do que é atualmente conhecida, no entanto, é oriunda de comparações de recifes isolados e de correlações entre abundância de peixes e uma ou poucas variáveis relacionadas ao microhabitat. Ainda, a maior parte dos estudos foi realizada nas regiões do Caribe e do Indo-Pacífico, enquanto a região do Atlântico Sul tem sido, até o momento, subestimada. O presente estudo avaliou as variações espaciais e temporais da abundância de peixes recifais e da riqueza de espécies em um recife rochoso contínuo e em habitats não-consolidados adjacentes em um recife do Atlântico Sudoeste, utilizando técnicas subaquáticas para avaliar tanto os valores dos peixes como as variáveis do microhabitat (profundidade, rugosidade, número de fendas e porcentagem de cobertura de organismos bênticos vivos, rocha nua, areia e cascalho). Uma maior riqueza de espécies foi observada nos pontos de substrato consolidado em ambos os períodos de amostragem (maio e outubro), mas a abundância de peixes não mostrou uma variação espacial significativa. A complexidade topográfica e a porcentagem de cobertura de alga (exceto alga coralinácea) foram as determinantes da riqueza de espécies e correlações entre tamanho dos peixes e tamanho das fendas de refúgio mais importantes observadas. Os padrões não-randômicos de variação espacial na riqueza de espécies e, em menor grau, abundância de peixes, relacionaram-se com diferenças nas características do substrato e as características inerentes dos peixes (i.e. preferências de habitat) e não a barreiras geográficas restringindo o movimento dos peixes. Este estudo destaca a importância de avaliar concomitantemente diversas variáveis de microhabitat para determinar suas influências relativas sobre as assembleias de peixes.

Live coral predation by parrotfishes (Perciformes: Scaridae) in the Abrolhos Bank, eastern Brazil, with comments on the classification of species into functional groups

Parrotfishes (Perciformes: Scaridae) represent a critical functional group on coral reefs because their intense herbivory activity helps in avoiding coral overgrowth by algae. Although feeding preferentially on algae and detritus, some parrotfish species also consume live corals, leading to detrimental effects that may offset the benefits of removing competitive seaweeds. Parrotfish species differ markedly in terms of jaw morphology, foraging activity and extent of substratum excavation, and are typically divided into three functional groups: browsers, scrapers and excavators. The recognition of species within each functional group helps to understand their relative effects in terms of bioerosion, coral fitness and survival, habitat alteration and ecosystem dynamics. Here we report on live coral predation by the Brazilian endemic parrotfishes Scarus trispinosus and Sparisoma amplum in the largest coral reefs of the South Atlantic (Abrolhos Bank, eastern Brazil) and comment on their classification into functional groups based on direct behavioral observations. Scarus trispinosus and Sp. amplum allocated 0.8 percent and 8.1 percent of their bites to live corals respectively. Sparisoma amplum fed at lower rates, took shorter feeding forays and larger bites than Sc. trispinosus. Bite rates and foray size were negatively correlated to body size for Sc. trispinosus, but not for Sp. amplum. Our results indicate that Sp. amplum may be primarily recognized as an excavating species, as well as the most specialized parrotfish coral predator in Brazil, while Sc. trispinosus may be recognized as a scraper or excavator depending on its body size. This functional classification corresponds to the classification used for the putative sister taxa of Sc. trispinosus (Sc. coeruleus) and the sister taxa of Sp. amplum (Sp. viride) in the Caribbean, indicating that these two congeneric species pairs play similar ecological roles in different geographic regions.

Os budiões (Perciformes: Scaridae) representam um grupo funcional crítico em recifes de corais uma vez que a intensa atividade de herbivoria que desempenham ajuda a evitar a exclusão de corais por algas. Apesar de alimentarem-se preferencialmente de algas e detrito, algumas espécies de budiões também consomem corais vivos, causando efeitos negativos aos corais, os quais podem superar os benefícios decorrentes da remoção de algas. As espécies de budiões diferem acentuadamente em sua morfologia bucal, atividade de forrageio e potencial de escavação do substrato, sendo tipicamente divididas em três grupos funcionais: podadores, raspadores e escavadores. O reconhecimento das espécies nesses grupos funcionais ajuda a entender seus efeitos relativos em termos de bioerosão, condição e sobrevivência de corais, alteração do hábitat e dinâmica do ecossistema. No presente estudo nós registramos a predação de corais vivos pelos budiões endêmicos do Brasil Scarus trispinosus e Sparisoma amplum no maior complexo coralíneo do Atlântico Sul (Banco dos Abrolhos, leste do Brasil) e comentamos sobre a classificação dessas espécies em grupos funcionais com base em observações comportamentais. Scarus trispinosus e Sp. amplum alocaram 0.8 por cento e 8.1 por cento de suas mordidas a corais vivos respectivamente. Sparisoma amplum apresentou menores taxas alimentares, menor número de mordidas em seqüência e maior tamanho de mordidas que Sc. trispinosus. A taxa de mordidas e o número de mordidas em seqüência correlacionaram-se negativamente com o tamanho corporal para Sc. trispinosus, mas não para Sp. amplum. Nossos resultados indicam que Sp. amplum pode ser reconhecida como uma espécie primariamente escavadora, além do mais especializado budião predador de corais no Brasil, ao passo que Sc. trispinosus pode ser reconhecida como uma espécie raspadora ou escavadora, dependendo de seu tamanho corporal. Essa classificação funcional é similar àquela aplicada a suposta...