A cascade of dams affects fish spatial distributions and functional groups of local assemblages in a subtropical river

Dams reduce the longitudinal connectivity of rivers and thereby disrupt fish migration and the spatial distribution of species, impacts that remain poorly studied for some Neotropical rivers from mega-diverse basins. We investigated the spatial distribution of fish species with different trophic and movement/reproductive/size characteristics to assess how functional groups have responded to a cascade of dams on the Uruguai River in southern Brazil. Fish abundance, biomass, and species composition were evaluated at eight locations along the longitudinal gradient. The fish assemblage in the upper stretch was mainly characterized by small and medium-sized species at higher trophic levels, whereas the sites located furthest downstream displayed more medium and large-sized species, including many carnivorous species. Species with high fecundity, seasonal migrants, and catfishes with internal fertilization were common in the river´s middle and lower reaches. Detritivorous species dominated areas distant from the dams. Overall, functional diversity of local fish assemblages was greater in lower reaches. The cascade of dams has impacted the distribution of functional groups of local fish assemblages of Uruguai River. The alteration of functional groups in upper reaches of the river has potential consequences for ecosystem processes and services, such as nutrient cycling and fisheries.(AU)

As barragens reduzem a conectividade longitudinal dos rios e interrompem a migração e a distribuição espacial das espécies, configurando impactos pouco estudados para alguns rios Neotropicais megadiversos. Investigamos a distribuição espacial de espécies de peixes com diferentes características tróficas e reprodutivas para avaliar como grupos funcionais responderam a uma cascata de reservatórios no rio Uruguai, sul do Brasil. Abundância de peixes, biomassa e composição de espécies foram avaliadas em oito locais ao longo do gradiente longitudinal. A assembleia de peixes no trecho superior foi caracterizada principalmente por espécies de pequeno e médio porte em níveis tróficos mais elevados, enquanto que os ambientes localizados mais a jusante apresentaram mais espécies de médio e grande porte, incluindo muitas espécies carnívoras. Espécies com alta fecundidade, migradores sazonais e bagres com fertilização interna foram comuns no curso médio e inferior. Espécies detritívoras dominaram áreas distantes das barragens. A diversidade funcional das assembleias de peixes locais foi maior nas partes inferiores. A cascata de barragens impactou a distribuição dos grupos funcionais das assembleias de peixes locais no rio Uruguai. A alteração da diversidade funcional no curso superior do rio tem consequências potenciais para a dinâmica e serviços do ecossistema, como ciclagem de nutrientes e pesca.(AU)

Damming in the Madeira River modifies the food spectrum of piscivorous and affects their resource partitioning

Phylogenetic proximity suggests some degree of diet similarity among species. Usually, studies of diet show that species coexistence is allowed by partitioning food resources. We evaluate how visually oriented piscivorous fishes (Characiformes) share prey before and after building the Santo Antônio Hydroelectric Power Plant (HPP) in the Madeira River (Brazil), the largest muddy-water tributary of the Amazon River. Piscivorous species (Acestrorhynchus falcirostris, Acestrorhynchus heterolepis, Hydrolycus scomberoides, and Rhaphiodon vulpinus) were sampled under pristine (pre-HPP) and disturbed (post-HPP) environmental conditions. We analyzed species abundance and stomach contents for stomach fullness and prey composition to check variations between congeneric and non-congeneric species. The percent volume of prey taxa was normalized by stomach fullness and grouped into the taxonomic family level to determine diet, niche breadth, and overlap. Only R. vulpinus abundance increased in post-HPP. There was no significant variation in niche breadth between the periods, while niche overlap decreased in congeneric and non-congeneric species. Our results indicate that river impoundment affected piscivorous fishes in distinct ways and modified their resource partitioning. Therefore, evaluate interspecific interactions is a required tool to understand how fishes respond to river damming.(AU)

A proximidade filogenética pode indicar similaridade da dieta entre espécies e a partilha de recursos alimentares é um mecanismo que possibilita a coexistência. Neste trabalho, avaliamos como peixes piscívoros compartilham presas antes e depois da construção da Usina Hidrelétrica (UHE) Santo Antônio no rio Madeira (Brasil), o maior afluente de águas brancas do rio Amazonas. Espécies piscívoras (Acestrorhynchus falcirostris, Acestrorhynchus heterolepis, Hydrolycus scomberoides e Rhaphiodon vulpinus) foram coletadas em condições ambientais pristinas (pré-HPP) e impactadas (pós-HPP). Nós avaliamos as abundâncias e as dietas para identificar variações entre as espécies congenéricas e não-congenéricas. O percentual de volume de cada presa foi corrigido pelo grau de repleção estomacal e os itens agrupados ao nível taxonômico de família para determinar dieta, amplitude e sobreposição alimentar. Apenas a abundância de R. vulpinus aumentou no pós-HPP. Não houve diferença na amplitude alimentar das espécies após o represamento, contudo a sobreposição de nicho diminuiu para as espécies congenéricas e não congenéricas. Nossos resultados indicam que o represamento do rio afetou os peixes piscívoros modificando sua partilha de recursos. Avaliar as interações interespecíficas, portanto, é uma ferramenta necessária para entender como os peixes respondem ao represamento de rios.(AU)

Spatial segregation between Chalceus guaporensis and Chalceus epakros (Osteichthyes: Characiformes) in the Madeira River, Amazon Basin / Segregação espacial entre Chalceus guaporensis e Chalceus epakros (Osteichthyes: Characiformes) no rio Madeira, Bacia Amazônica

Chalceus guaporensis is an endemic fish to the upper Madeira River whereas C. epakros is widespread in many rivers of the central and lower portions of the Amazon Basin, middle and upper Orinoco River Basin, the Essequibo River in Guyana and in the Nanay River in northern Peru. According to literature, both species do not occur in syntopy. We carried out ichthyological surveys along the Madeira River Basin and its rapids, and data on abundance, diet and habitat use were obtained for both species. Chalceus guaporensis and C. epakros are morphologically similar, occupying floodplain habitats and exploiting similar food resources. The former predominated upstream from the Jirau Fall, whereas the latter had most of its abundance bellow the last fall of the Madeira River; both species co-occurred along part of the rapids stretch and in the Machado River, but with strongly uneven abundances. This pattern may have developed in the past by speciation regarding the presence of the falls, while co-occurrence of the two species seems to be regulated by competitive interactions or maintained by slight differences in environmental requirements nowadays. The recent disruption of the Madeira River by two run-of-river dams built in cascade submerged a large portion of the rapids stretch and substituted it by semi-lenthic habitats created by the dam reservoirs, together with the construction of a fish passage. These environmental changes may allow the invasion of the upper reaches of the Madeira River by C. epakros, and disturb the population of endemic C. guaporensis.

Chalceus guaporensis é descrita como uma espécie endêmica do alto rio Madeira, enquanto C. epakros está amplamente distribuída em rios das porções central e inferior da bacia Amazônica, no médio e alto rio Orinoco, e nos rios Essequibo, na Guiana, e Nanay, no norte do Peru. A literatura não registra essas espécies como sintópicas. Expedições ictiológicas realizadas ao longo do rio Madeira e suas corredeiras nos deram a oportunidade de registrar a presença, abundância, habitat e dieta utilizadas por essas espécies. Chalceus guaporensis e C. epakros são muito similares morfologicamente, ocupam habitats inundáveis e apresentam espectro alimentar semelhante. A primeira espécie predominou a montante da cachoeira Jirau, enquanto que a segunda teve a maior parte de sua abundância registrada à jusante das cachoeiras do rio Madeira. Ambas espécies coocorreram ao longo de parte do trecho de corredeiras e no rio Machado, mas com abundâncias muito desiguais. Esse padrão pode ter se desenvolvido no passado, por especiação, em função da presença das corredeiras, enquanto a coocorrência das duas espécies parece ser regulada por interações competitivas ou mantida por diferenças sutis em requisitos ecológicos no tempo atual. O recente barramento do rio Madeira por duas hidrelétricas construídas em cascata submergiu uma grande porção do trecho de corredeiras e o substituiu por habitats semilênticos, criados pelos reservatórios das hidrelétricas a fio dágua, juntamente com a construção de uma passagem para peixes. Essas alterações ambientais podem permitir que C. epakros invada o trecho superior da bacia do rio Madeira, com possíveis impactos negativos sobre a população da espécie endêmica C. guaporensis.

Diet and trophic structure of the fish assemblage in the mid-course of the Teles Pires River, Tapajós River basin, Brazil

This study was carried out in a section of the middle course of the Teles Pires River, a clear water river that drains ancient and highly eroded geological formations, and where five hydropower plants are planned or in construction. In this study we tested the hypothesis that local fish fauna is mainly sustained by autochthonous food resources, with modest changes in the trophic structure of fish assemblages along the hydrometric cycle. Sampling was performed every three months between July 2008 and May 2009 at seven sites distributed along a 50-km section of the river. Piscivores was the most representative group in terms of biomass, abundance and species richness, followed by herbivores, insectivores and omnivores. The trophic structure did not change significantly during the hydrometric cycle, only omnivores showed significant temporal variation in abundance. The main food resources consumed by the ichthyofauna were of autochthonous origin, mainly immature aquatic insects and fish. Eight of 34 species showed temporal variations of the food resources consumed. Our results corroborate the hypothesis that the fish fauna of large, clear water rivers can be sustained by autochthonous resources. This contributes to understanding some determinants of fish production in large Neotropical rivers.(AU)

Este estudo foi desenvolvido em um trecho do curso médio do rio Teles Pires, um rio de águas claras que drena regiões de terreno geologicamente antigos, e onde cinco usinas hidrelétricas estão previstas ou em construção. Dado a transparência da água e as características do terreno nos hipotetizamos que a fauna de peixes local é principalmente sustentada por recurso autóctone e com alterações pouco significativas na estrutura trófica ao longo de um ciclo hidrométrico. As amostragens foram realizadas trimestralmente entre julho/2008 e maio/2009 em sete pontos dispostos ao longo de um trecho de cerca de 50 km do rio. Piscívoros foram os mais representativos em biomassa, número de exemplares e riqueza de espécies, seguidos pelos herbívoros, insetívoros e onívoros. Não houve mudança significativa na estrutura trófica da assembleia ao longo do ciclo hidrométrico, apenas onívoros apresentaram significativa variação temporal na abundância. Os principais recursos alimentares utilizados pela ictiofauna foram de origem autóctone, sobretudo insetos imaturos e peixes. Oito de 34 espécies apresentaram variação temporal na dieta. Os resultados corroboram a hipótese de que grandes rios de água clara podem ser sustentados majoritariamente por recursos autóctone. Desta forma, este estudo contribui para a compreensão de alguns fatores determinantes da produção secundária em grandes rios Neotropicais.(AU)