Broad and fine-scale threats on threatened Brazilian freshwater fish: variability across hydrographic regions and taxonomic groups / Ameaças em ampla e fina escala sobre peixes de água doce ameaçados de extinção do Brasil: variabilidade entre regiões hidrográficas e grupos taxonômicos

Abstract: Anthropogenic environmental changes are the main cause of species extinction during the Holocene. Species have been exposed to major source of threats, such as habitat loss and fragmentation, pollution, introduced species, and harvesting, many of which are derived from specific anthropogenic activities, such as urbanization, agriculture, and damming (i.e. fine-scale threats). However, the importance of these threats on the species conservation status in a given region depends on the type of impacts they are exposed to and the susceptibility of species to these impacts. In this study, we used a database of threatened Brazilian freshwater fish species to test whether the major source of threats and the specific anthropogenic impacts to species vary across hydrographic regions and taxonomic groups. Our results showed that habitat loss is a ubiquitous major threat jeopardizing the conservation status of the Brazilian fish species. However, different fine-scale threats mediate this process across hydrographic regions and taxonomic groups. The combination of impacts from agriculture, deforestation, and urbanization affects most of the threatened species in the basins of the Northeast, South, and Southeast, including the species of the most threatened order, the Cyprinodontiformes. Damming is the main human activity affecting threatened species of Siluriformes, Characiformes, Gymnotiformes, and Cichliformes, especially in northern basins (Amazon and Tocantins-Araguaia). Therefore, we found that specific fine-scale threats influencing threatened species vary across hydrographic regions and taxonomic groups, probably due to geographic variability in the incidence of human activities and differential niche requirements and vulnerability of species to these activities.

Resumo: Alterações ambientais antropogênicas são a principal causa de extinção das espécies no Holoceno. As espécies têm sido expostas à diferentes fontes de ameaças principais, tais como a perda e fragmentação de habitat, poluição, introdução de espécies e coleta de organismos, muitas das quais são decorrentes de atividades antropogênicas específicas, tais como urbanização, agricultura e represamento (i.e. ameaças de escala fina). Entretanto, a importância dessas ameaças no estado de conservação das espécies em uma dada região depende do tipo de ameaça que as espécies são expostas e da susceptibilidade das espécies a esses impactos. Neste estudo, utilizamos a base de dados de espécies de peixes dulcícolas do Brasil ameaçadas de extinção para testar se as principais ameaças e os impactos específicos às espécies variam entre as regiões hidrográficas e grupos taxonômicos. Nossos resultados mostraram que a perda de habitat é uma ameaça principal ubíqua, prejudicando o estado de conservação das espécies de peixes do Brasil. Entretanto, diferentes ameaças de escala mais fina mediam este processo entre a regiões hidrográficas e grupos taxonômicos. A combinação de impactos provenientes da agricultura, desmatamento e urbanização afeta a maior parte das espécies ameaçadas nas bacias do Nordeste, Sul e Sudeste, incluindo as espécies da ordem mais ameaçada, os Cyprinodontiformes. O represamento dos rios é a principal atividade humana afetando as espécies ameaçadas de Siluriformes, Characiformes, Gymnotiformes e Cichliformes, especialmente nas bacias do norte (Amazônica e Tocantins-Araguaia). Portanto, as ameaças em escala fina que afetam as espécies ameaçadas variam entre as regiões hidrográficas e grupos taxonômicos, provavelmente devido à variabilidade geográfica na incidência das atividades de impacto humano e em função das diferenças nos requerimentos de nicho e vulnerabilidade das espécies a essas atividades.

Fish biomarker responses to perturbation by drought in streams

Drought can be viewd as a perturbation in running waters and fish are often trapped in isolated pools, where deterioration of water quality may be stressful. We investigated how this extreme condition influences response of oxidative stress biomarkers. The response of the characid Astyanax elachylepis was assessed during the dry and rainy seasons in intermittent and perennial (control) sites in streams from Brazilian savannah (Cerrado). We predicted that the biomarkers would be enhanced in the dry season in intermittent streams only due the environmentally harsh conditions in the few isolated pools that remain filled with water. As predicted, fish from the intermittent stream in the dry season presented higher gill MDA values, indicating greater stress. In the liver, MDA values were higher in the dry season for both intermittent and perennial streams, suggesting a generalized seasonal response. As expected, some antioxidant response enzymes changed in the intermittent sites during the dry season. Therefore, oxidative stress biomarkers vary seasonally, with greater increase in intermittent sites. These evidences contribute for the understanding of the spatio-temporal variation of the fish responses and fish resistance to perturbations by drought in tropical environments.(AU)

A seca pode ser vista como uma perturbação em ambientes aquáticos lóticos e, em alguns casos, os peixes podem ser aprisionados em trechos lênticos (poços), onde a perda da qualidade da água pode causar estresse. Investigamos como esta condição extrema influencia biomarcadores bioquímicos de estresse oxidativo. Para isso, a resposta do caracídeo Astyanax elachylepis foi avaliada durante as estações seca e chuvosa em trechos intermitentes e perenes (controle) de riachos da savana brasileira (Cerrado). Predizemos que os biomarcadores seriam aumentados somente em peixes dos trechos intermitentes durante a estação seca, devido as condições restritivas dos poucos poços isolados que contém água. Como predito, os peixes do riacho intermitente apresentaram altos valores de MDA nas brânquias durante a estação seca, indicando maior estresse oxidativo. No fígado, os valores de MDA foram maiores na estação seca em ambos riachos, intermitente e perene, sugerindo uma resposta sazonal generalizada. Como esperado, algumas enzimas antioxidantes foram alteradas em peixes de trechos intermitentes durante a estação seca. Portanto, os biomarcadores de estresse oxidativo variam sazonalmente e essa variação é maior em trechos intermitentes. Essas evidências contribuem para a compreensão da variação espaço-temporal da resposta dos peixes e da sua resistência às perturbações por seca em ambientes tropicais.(AU)

Short-term response of fish assemblages to instream habitat restoration in heavily impacted streams

Habitat homogenization has been a major impact in stream ecosystems, and it is considered one of the main drivers of biotic homogenization as well, leading to the loss of water quality and fish diversity. In this study, we added artificial woody structures and leaf packs in physically impacted streams to test if the additions can improve habitat complexity and change the taxonomic and functional structure of fish communities. The experiment was done in eight streams impacted by siltation, deforestation, and habitat homogeneization, inserted in an agricultural landscape from the Upper Paraná River Basin, and lasted 112 days. The provision of artificial microhabitats increased instream habitat diversity by creating patches of organic matter deposits, changing flow, and providing substrate for grass colonization of the instream habitat. The experimental manipulation also changed fish species abundance. Nine species contributed to these changes, five decreased and four increased in abundance, indicating species responded differently to the experimental manipulation. However, overall species richness, diversity, and community functional traits remained unaltered. These results indicate that short-term habitat restoration on a local scale may not be enough to promote changes in fish community attributes of streams that are heavily impacted.(AU)

A homogeneização de habitats tem sido um importante impacto nos ecossistemas de riachos e também é considerada um dos principais fatores de homogeneização biótica, levando à perda da qualidade da água e da diversidade de peixes. Neste estudo, adicionamos estruturas artificiais de madeira e pacotes de folhas em riachos fisicamente impactados para testar se as adições podem aumentar a heterogeneidade do habitat e alterar a estrutura taxonômica e funcional das comunidades de peixes. O experimento foi realizado em oito riachos impactados por assoreamento, desmatamento e homogeneização de hábitat, inseridos em uma paisagem agrícola da bacia do Alto Paraná, com duração de 112 dias. O fornecimento de microhabitats artificiais aumentou a diversidade de hábitat criando manchas de depósitos de matéria orgânica, alterando o fluxo e fornecendo substrato para a colonização de grama no interior do canal. A manipulação experimental também alterou a abundância de espécies de peixes. Dentre as nove espécies que contribuíram para essas alterações, cinco diminuíram e quatro aumentaram em abundância, indicando que as espécies responderam diferentemente à manipulação experimental. No entanto, a riqueza geral de espécies, a diversidade e as características funcionais da comunidade permaneceram inalteradas. Esses resultados indicam que a restauração de habitat a curto prazo em escala local pode não ser suficiente para promover mudanças nos atributos da comunidade de córregos que são fortemente impactados.(AU)

Trends and gaps of the scientific literature about the effects of fire on Brazilian Cerrado / Tendências e lacunas na literatura científica sobre os efeitos do fogo no Cerrado Brasileiro

Abstract Fire management is an important issue in the Brazilian Cerrado, since both anthropogenic high intensity fires and complete fire suppression can reduce the biodiversity in this biome. In this paper, we highlight the trends in scientific literature about fire effects in the Cerrado, aiming to detect possible gaps and to indicate directions of future scientific research. We searched for articles in the periodic database Web of Knowledge from 1991 to 2016, and observed an increase in the number of publications throughout the years. Most articles were associated with Brazilian institutions (58%), followed by those with collaboration between Brazilian and international institutions (33%), and those published by authors exclusively from international institutions (9%). Most articles addressed the effects of fire on biodiversity (77%), followed by articles about abiotic environment (19%), and then biotic interactions or interactions between organisms and environment (4%). The most studied taxonomic group was plants (75%), followed by mammals (8%) and insects (6%), with the remaining taxa comprising about 11% of publications. The Federal District was the federative unit with the greatest number of studies (31%). The majority of studies was conducted in areas with fewer fire events, whereas areas with major incidence of fires are poorly studied. Our data shows that studies on the effect of fires on the Brazilian Cerrado are geographically and taxonomically biased. This lack of knowledge limits the extrapolations about the effects of fire on this biome. Therefore, we emphasize the need for investment in research in areas with high fire frequency and also for an increase in knowledge about these effects on the biota, especially on the fauna. This action is fundamental to support the development of public policies for effective and directed fire management in the Cerrado.

Resumo O manejo do fogo é uma questão importante no Cerrado brasileiro, pois tanto os incêndios antropogênicos de alta intensidade, quanto a sua supressão completa podem reduzir a biodiversidade neste bioma. Neste artigo, destacamos as tendências na literatura científica sobre os efeitos do fogo no Cerrado, com o objetivo de detectar possíveis lacunas e indicar direções de futuras pesquisas científicas. Buscamos artigos na base de periódicos Web of Knowledge no período de 1991 a 2016, e observamos um aumento no número de publicações ao longo dos anos. A maioria dos artigos foi associada a instituições brasileiras (58%), seguidos por colaborações entre instituições brasileiras e internacionais (33%) e publicações de autores exclusivamente de instituições internacionais (9%). A maioria dos artigos abordou os efeitos do fogo na biodiversidade (77%), seguido de artigos sobre o ambiente abiótico (19%), e interações bióticas ou interações entre organismos e o ambiente (4%). O grupo taxonômico mais estudado foi plantas (75%), seguido de mamíferos (8%) e insetos (6%). Os táxons restantes incluem 11% das publicações. O Distrito Federal foi a unidade federativa com o maior número de estudos (31%). A maioria dos estudos foi realizada em áreas com menos queimadas, enquanto as áreas com maior incidência de fogo são mal estudadas. Nossos dados mostram que os estudos sobre o efeito do fogo no Cerrado brasileiro são enviesados do ponto de vista geográfico e taxonômico. Esta falta de conhecimento limita as extrapolações sobre o efeito do fogo neste bioma. Portanto, enfatizamos a necessidade de investimentos para pesquisas em áreas com alta freqüência de queimadas e a necessidade em aumentar o conhecimento sobre estes efeitos na biota, especialmente na fauna. Esta ação é fundamental para apoiar o desenvolvimento de políticas públicas para uma gestão efetiva e direcionada do fogo no Cerrado.

Use of functional traits to assess changes in stream fish assemblages across a habitat gradient

Functional traits are important for understanding the links between species occurrence and environmental conditions. Identifying these links makes it possible to predict changes in species composition within communities under specific environmental conditions. We used functional traits related to habitat use and trophic ecology in order to assess the changes in fish community composition between streams with varying habitat structure. The relationship between the species traits and habitat characteristics was analyzed using an RLQ ordination analysis. Although species were widely distributed in habitats with different structures, physical conditions did favor some species based on their functional characteristics. Eight functional traits were found to be associated with stream habitat structure, allowing us to identify traits that may predict the susceptibility of fish species to physical habitat degradation.

Os atributos funcionais são importantes para entender a ligação entre ocorrência das espécies e condições ambientais, permitindo predizer sobre as mudanças na composição de espécies em comunidades submetidas a condições ambientais específicas. Utilizamos atributos funcionais relacionados com o uso de habitat e ecologia trófica para avaliar as mudanças na composição de espécies de peixes em riachos com diferenças na estrutura física. O relacionamento entre os atributos das espécies e as variáveis ambientais foi avaliado por meio da análise de ordenação RLQ. Embora algumas espécies tenham sido amplamente distribuídas em hábitats com diferentes características, outras foram restritas por essas condições e este relacionamento está associado com as características morfológicas. Oito atributos funcionais foram capazes de detectar as variações na estrutura física do hábitat em riachos, permitindo a identificação de atributos que podem predizer a suscetibilidade das espécies de peixes para a degradação física do hábitat.

Environmental constraints structuring fish assemblages in riffles: evidences from a tropical stream

ABSTRACT Riffles are unique habitats regarding to assemblage structure. However, understanding how these assemblages respond to environmental variations in small spatial extents, as within a stream, is a challenge. We assess whether the quantitative structure and the trophic composition of fish assemblages vary predictably among stream riffles. We predict that the variation of environmental conditions will explain species abundance and trophic composition, with the latter presenting higher predictive power, since species would be filtered according to their traits (e.g. diet). Moreover, we expect that the low among-riffle dispersal limitation within a stream and the strong habitat filtering would result in lower importance of spatial variables in the structure of riffle fish assemblages. We tested these predictions by studying 18 riffles of a stream in the Central Brazil. Environmental variables, but not spatial ones, were the most important in explaining the variation in assemblages structure. Environmental variables explained a greater portion of the trophic structure variation (R2=0.62) than of abundance (R2=0.37), indicating that the variation on the trophic traits at community level are more predictable. These results also indicate that these assemblages are subject to environmental control, highlighting the importance of riffle characteristics in driving ecological processes within streams.

RESUMO Corredeiras são habitats singulares no que se refere à estrutura das suas assembleias. Entretanto, a compreensão sobre como essas assembleias respondem às variações ambientais em pequenas extensões espaciais, como dentro de um riacho, ainda é um desafio. Avaliamos se a estrutura quantitativa das assembleias de peixes, assim como a sua composição trófica variam previsivelmente entre corredeiras de riachos. Predizemos que a variação nas condições ambientais explicará a abundância das espécies, assim como a sua composição trófica, entretanto, com uma maior proporção da variação explicada para a segunda, já que as espécies seriam filtradas de acordo com seus atributos (e.g. dieta). Além disso, esperamos que a pequena limitação para a dispersão entre as corredeiras de um mesmo riacho, associada à forte filtragem ambiental, resultaria em uma menor importância de variáveis espaciais na estruturação das assembleias de corredeiras. Para testar essas predições, estudamos 18 corredeiras de um rio do Brasil Central. As variáveis ambientais, e não as espaciais, foram mais importantes para explicar a variação na estrutura das assembleias. As variáveis ambientais explicaram uma maior proporção da variação da composição trófica (R2=0,62), em comparação com a abundância (R2=0,37), indicando maior previsibilidade na variação dos atributos relacionados a dieta em nível de comunidade. Esses resultados também indicam que essas assembleias são sujeitas a forte controle ambiental, destacando a importância das características desses habitats nos processos ecológicos dentro dos riachos.

Fish complementarity is associated to forests in Amazonian streams

The functional structure of communities is commonly measured by the variability in functional traits, which may demonstrate complementarity or redundancy patterns. In this study, we tested the influence of environmental variables on the functional structure of fish assemblages in Amazonian streams within a deforestation gradient. We calculated six ecomorphological traits related to habitat use from each fish species, and used them to calculate the net relatedness index (NRI) and the nearest taxon index (NTI). The set of species that used the habitat differently (complementary or overdispersed assemblages) occurred in sites with a greater proportion of forests. The set of species that used the habitat in a similar way (redundant or clustered assemblages) occurred in sites with a greater proportion of grasses in the stream banks. Therefore, the deforestation of entire watersheds, which has occurred in many Amazonian regions, may be a central factor for the functional homogenization of fish fauna.

A estrutura funcional das comunidades é comumente medida através da variabilidade nos traços funcionais, que pode demonstrar padrões de complementaridade ou redundância. Testamos a influência de variáveis ambientais na estrutura funcional de peixes de riachos Amazônicos ao longo do gradiente de desmatamento. Para cada espécie, calculamos seis traços ecomorfológicos relacionados ao uso do hábitat e usamos esses traços para calcular o índice de proximidade de táxon (NRI) e o índice do táxon mais próximo (NTI). Os conjuntos de espécies que usam o hábitat de modo distinto (comunidades complementares) ocorreram em trechos de microbacias com maior proporção de florestas, e os conjuntos de espécies que utilizam o hábitat de forma similar (comunidades redundantes) ocorreram em trechos com maior proporção de gramíneas nas margens. Portanto, o desmatamento de microbacias inteiras, como vem acontecendo em muitas regiões Amazônicas, pode ser o fator principal para a homogeneização funcional da ictiofauna.

Functional differentiation between fish assemblages from forested and deforested streams

We tested the hypothesis that streams in deforested areas shelter different fish communities to nearby forested areas, and that these disparities are due to environmental parameters that limit or benefit different species according to their functional traits. We compared the community composition of three south east Brazilian streams flanked by riparian forest with three nearby streams in deforested areas. The following functional traits were considered: diet, habitat use, water flow preference, size, and hypoxia tolerance. Differentiation between forested and deforested streams corresponded with the different contributions of three functional groups. Species reported in the literature to be hypoxia tolerant, and exhibiting a variable combination of the other traits prevailed in deforested streams, although we did not find substantial differences in oxygen levels between forested and deforested streams. In forested streams, benthic species associated with a high water flow and an insectivorous diet were dominant. Changes in streams induced by deforestation which are associated with habitat availability, food resources, and physicochemical conditions appear to restrict the occurrence of specialized species and instead benefit tolerant generalists.

A hipótese de que as alterações ambientais causadas pelo desmatamento nos riachos podem restringir a ocorrência de espécies a partir de suas características funcionais foi testada. Comparamos a composição das comunidades de três riachos do sudeste do Brasil providos de floresta riparia nas suas margens com três riachos da mesma região com zona ripária desmatada. Os seguintes atributos funcionais foram considerados: dieta, uso de hábitat, preferência por fluxo, tamanho e tolerância à hipóxia. A diferenciação dos riachos, em especial entre os riachos florestados e desmatados, foi maior do que o esperado ao acaso e correspondeu à contribuição diferencial de três grupos funcionais. As espécies indicadas na literatura como sendo tolerantes à hipóxia e que apresentaram combinação variável das outras características foram mais abundantes nos riachos desmatados, embora não tenhamos observado diferenças substanciais nos níveis de oxigênio dissolvido entre os riachos florestados e desmatados. Nos riachos florestados predominaram espécies de hábitos especializados, bentônicas, associadas com alta velocidade de água e dieta insetívora. As alterações nos riachos provocadas pelo desmatamento relacionadas com a disponibilidade de hábitat, recursos alimentares e condições físico-químicas restringem a ocorrência de grupos de espécies especializadas e beneficiam espécies tolerantes e generalistas.

Development of habitat suitability criteria for Neotropical stream fishes and an assessment of their transferability to streams with different conservation status

We assessed the preference of 10 fish species for depth and velocity conditions in forested streams from southeastern Brazil using habitat suitability criteria (HSC curves). We also tested whether preference patterns observed in forested streams can be transferred to deforested streams. We used data from fish sampled in 62 five-meter sites in three forested streams to construct preference curves. Astyanax altiparanae, A. fasciatus, Knodus moenkhausii, and Piabina argentea showed a preference for deep slow habitats, whereas Aspidoras fuscoguttatus, Characidium zebra, Cetopsorhamdia iheringi, Pseudopimelodus pulcher, and Hypostomus nigromaculatus showed an opposite pattern: preference for shallow fast habitats. Hypostomus ancistroides showed a multimodal pattern of preference for depth and velocity. To evaluate whether patterns observed in forested streams may be transferred to deforested streams, we sampled 64 five-meters sites in three deforested streams using the same methodology. The preference for velocity was more consistent than for depth, as success in the transferability criterion was 86% and 29% of species, respectively. This indicates that velocity is a good predictor of species abundance in streams, regardless of their condition.

Neste estudo avaliamos a preferência de 10 espécies de peixes por condições de profundidade e fluxo em riachos florestados do sudeste do Brasil por meio do critério de adequabilidade de habitat (habitat suitability criteria - curvas HSC). Testamos também se os padrões de preferência observados nos riachos florestados podem ser transferidos para riachos desmatados. Foram realizadas amostragens da ictiofauna em 62 trechos de cinco metros de extensão em três riachos florestados para a construção das curvas de preferência. Astyanax altiparanae, A. fasciatus, Knodus moenkhausii e Piabina argentea apresentaram preferência por habitats lentos e profundos, enquanto Aspidoras fuscoguttatus, Characidium zebra, Cetopsorhamdia iheringi, Pseudopimelodus pulcher e Hypostomus nigromaculatus apresentaram um padrão oposto de preferência por habitats rasos e de fluxo rápido. Hypostomus ancistroides apresentou um padrão de preferência por profundidade e fluxo multimodal. Para avaliar se os padrões observados nos riachos florestados podem ser transferidos para riachos desmatados foram realizadas amostragens da ictiofauna em 64 trechos de cinco metros de extensão em três riachos desmatados utilizando a mesma metodologia aplicada aos riachos florestados. O sucesso na transferência do critério foi de 86% e 29% para fluxo e profundidade, ou seja, a preferência por fluxo foi mais consistente do que por profundidade. Isso indica que o fluxo é um bom preditor da abundância das espécies em riachos, independentemente do seu estado de conservação.

From forests to cattail: how does the riparian zone influence stream fish?

The aim of this study was to verify whether taxonomic and functional composition of stream fishes vary under three different preservation conditions of riparian zone: preserved (PRE), intermediate condition (INT), and degraded (DEG). Five stream stretches representing each condition were selected. Samples were taken from each stream in three occasions during the dry seasons from 2004 to 2007. Electro fishing (PRE and INT), sieves, dip nets, and hand seines (DEG) were used according to the characteristics of each sampled site. Overall, 46 species were registered. Differences in the taxonomic and functional species composition among groups were found, following the condition of riparian zones. The ichthyofauna recorded in the PRE was typical to pristine environments, consisting of species with specialized habits, notably benthic insectivores, intolerant, and rheophilics. In the INT group, replacement of riparian forest with shrubs and/or grasses created environmental conditions which favor the occurrence of tolerant species but also harbor a residual fauna of sensitive species. DEG streams presented mostly detritivores, tolerant, small sized fishes which occupy the surface and preferred slow water flux. Changes in the species composition were represented by the occurrence and dominance of tolerant species in detriment of the more sensitive and specialist species, following the gradient of degradation in the riparian zone. Forested streams act as unique habitats to many specialized species and it can be presumable that the degradation of riparian vegetation can generate biotic homogenization which may reduce species diversity and ecosystem services.

O presente estudo verificou se a composição taxonômica e funcional de peixes de riachos varia ao longo de três condições de preservação da zona ripária: preservada (PRE), preservação intermediária (INT) e degradada (DEG). Cinco riachos de cada grupo foram selecionados e amostras foram obtidas em cada riacho em três ocasiões em períodos secos de 2004 a 2007. Pesca elétrica (PRE e INT), peneiras, puçás e redes de arrasto (DEG) foram usados de acordo com as características de cada local de coleta. No geral, 46 espécies foram registradas. Foram registradas diferenças na composição taxonômica e funcional de espécies entre os grupos, seguindo o gradiente de degradação da zona ripária. A ictiofauna encontrada em PRE foi típica de ambientes prístinos, consistindo em espécies de hábitos especializados, notavelmente bentônicas, insetívoras, intolerantes e reofílicas. No grupo INT, a substituição da floresta ripária por herbáceas ou gramíneas cria condições ambientais que favorecem a ocorrência de espécies tolerantes, mas também abriga uma fauna residual de espécies sensíveis. O grupo DEG foi representado principalmente por espécies detritívoras, tolerantes e de superfície. As modificações na composição de espécies foram representadas pela ocorrência e dominância de espécies tolerantes em detrimento da redução/eliminação daquelas mais sensíveis e especializadas, acompanhando o gradiente de degradação da zona ripária. Riachos florestados representam hábitats únicos para muitas espécies especializadas, sendo presumível esperar que a degradação da vegetação ripária cause homogeneização biótica que, por sua vez, pode reduzir a diversidade de espécies e os serviços ecossistêmicos.

Reproductive behavior and parental roles of the cichlid fish Laetacara araguaiae

We described the reproductive behavior of the small South American cichlid Laetacara araguaiae in streams from Brazil. We predicted that this species will show reproductive cooperation and division of labor between males and females in a similar way presented by other substrate-spawner cichlids. Thus, we studied 34 pairs in the pre-spawning (n = 11), egg/wriggler (n = 11) and fry (n = 12) phases. In the pre-spawning phase both sexes become involved in nest building and territorial defense, but females emphasizes building nest (p = 0.03), while males invest more time in territorial defense (p = 0.04). After spawning, male and female alternate between rearing eggs and defending nest in the territory. In the egg/wriggler phase females devotes more time rearing the brood while males remain defending territory (p = 0.02). These differences disappear when young are in the fry stage, and parents jointly stay closer to fry (p = 0.98). However, at this phase, there is a reduction in the frequency of threats shown by males (p<0.01) and an increase in the frequency of attacks shown by female (p<0.01) that could be a response to an increased demand for parental defense. Our results indicate that the reproductive cooperation between males and females of L. araguaiae is marked by division of labor in the early reproductive phases and by sharing of parental duties as brood develops.

Descrevemos o comportamento reprodutivo do pequeno ciclídeo sul-americano Laetacara araguaiae em riachos do Brasil. Predizemos que essa espécie apresenta cooperação reprodutiva e divisão de trabalho entre machos e fêmeas, como ocorre em outras espécies de ciclídeos substrate-spawners. Assim, estudamos 34 casais nas fases pré-acasalamento (n = 11), ovo/larva (n = 11) e prole natante (n = 12). Na fase pré-acasalamento ambos os sexos envolvem-se na construção de ninhos e na defesa territorial, mas as fêmeas enfatizam a construção de ninho (p = 0,03), enquanto os machos investem mais na defesa do território (p = 0,04). Após a desova, machos e fêmeas alternam entre a manutenção dos ovos e a defesa do ninho. Na fase ovo/larva as fêmeas despendem mais tempo em atividades de manutenção da prole, enquanto os machos investem mais na defesa do território (p = 0,02). Essas diferenças desaparecem quando a prole atinge o estágio natante com ambos os pais permanecendo próximos aos filhotes (p = 0,98). Entretanto, há uma redução na frequência de ameaças emitidas pelos machos (p<0,01) e um aumento na frequência de ataques emitidos pelas fêmeas nessa fase (p<0,01), o que poderia ser uma resposta ao aumento da demanda por defesa da prole. Nossos resultados indicam que a cooperação reprodutiva entre machos e fêmeas de L. araguaiae é representada pela divisão de funções nas primeiras fases reprodutivas, seguida pelo compartilhamento de tarefas parentais à medida que a prole se desenvolve.

Habitat simplification affects nuclear-follower foraging association among stream fishes

A interação nuclear-seguidor é um tipo particular de associação alimentar interespecífica que envolve uma espécie nuclear, que revolve ou vasculha o substrato, e espécies seguidoras, que acessam os itens alimentares disponibilizados pela atividade do nuclear. Neste estudo investigamos o efeito da estrutura do habitat sobre essa interação em um riacho no Planalto da Bodoquena, Centro-Oeste do Brasil. Foram registradas 272 interações durante 24 sessões de observação subaquática em áreas estruturalmente inalteradas e alteradas. A espécie nuclear dominante diferiu entre as áreas. Prochilodus lineatus foi a espécie nuclear dominante das áreas alteradas, enquanto que Leporinus macrocephalus foi a espécie nuclear dominante nas áreas inalteradas. A riqueza de espécies seguidoras por interação não diferiu entre as áreas, entretanto a abundância de seguidores foi maior nas áreas inalteradas do que nas alteradas. Essas diferenças parecem ser consequência das modificações na composição da comunidade e no comportamento alimentar das espécies nucleares que são, por sua vez, decorrentes das diferenças na composição do substrato e disponibilidade de alimento entre as áreas estruturalmente distintas.

Nuclear-follower interaction is a particular kind of interspecific foraging association that includes a nuclear species, which dig in or inspect the bottom, and follower species, which access the food items made available by the nuclear. In this study we examined the effect of habitat structure on nuclear-follower relationship in a stream of Bodoquena Plateau, Central-West Brazil. Foraging associations were registered while snorkeling in 24 observation sessions, totaling six hours in unaltered and altered sites. Overall, 272 nuclear-follower associations were registered, having four species acting as nuclear and seven as followers. The dominant nuclear species were different in each site. Prochilodus lineatus was the main nuclear species in the altered site and Leporinus macrocephalus in the unaltered site. The richness of follower species was similar between sites, however, follower species abundance per interaction were significantly higher in the unaltered site than in the altered site. These differences seem to be a consequence of the alterations in assemblage composition and feeding behavior of the nuclear species that presumably are affected by different substrate composition and food availability between the structurally distinct areas.

Influence of the riparian zone phytophysiognomies on the longitudinal distribution of fishes: evidence from a Brazilian savanna stream

The structure and composition of a fish community in a tributary stream of the Aquidauana River, located in the plateau region of the Paraguay River basin, central west Brazil are described, with special attention to the differential effects of the phytophysiognomies of the Cerrado (a tropical savanna), which are predominant in riparian zones all along their longitudinal gradient. A total of 1,166 individuals belonging to 44 species were captured. Similarity analyses of composition and abundance showed two groups: upstream reaches (R1 and R2) and downstream reaches (R3, R4 and R5), which presented 85.8 percent of the average dissimilarity. Although physical habitat and physicochemical descriptors varied along the longitudinal gradient of the Correntes stream, shoreline vegetation was the most important environmental feature predicting fish structure and composition. The Mantel test revealed a correlation between shoreline vegetation structure and fish composition and quantitative structure of the fish community (R > 0.65; p < 0.04). This relationship is driven by the prevalence of species occupying microhabitats associated with shoreline vegetation in contact with water in upstream reaches. Structural differences in shoreline vegetation along the longitudinal gradient correspond to the phytophysiognomic dichotomy observed in the Correntes stream, where riparian vegetation is made up of wet grassland upstream and of gallery forest downstream; this reinforces the importance of the phytophysiognomic heterogeneity of the Cerrado in maintaining ichthyofauna diversity.

São descritas a estrutura e composição da comunidade de peixes em um riacho afluente do rio Aquidauana, localizado na região planáltica da bacia do rio Paraguai, centro-oeste do Brasil, com atenção especial aos efeitos diferenciais das fitofisionomias de Cerrado predominantes nas zonas ripárias ao longo do seu gradiente longitudinal. Foram capturados 1.166 indivíduos pertencentes a 44 espécies. As análises de similaridade com a composição e abundância evidenciaram dois grupos: os trechos a montante (R1 e R2) e trechos a jusante (R3, R4 e R5), os quais apresentaram 85,8 por cento de dissimilaridade média. Embora os descritores fisico-químicos e do habitat físico tenham variado ao longo do gradiente longitudinal do córrego Correntes, a vegetação marginal foi o componente ambiental mais importante predizendo a estrutura e composição da ictiofauna. O teste de Mantel revelou correlação entre a estrutura da vegetação marginal com a composição e estrutura quantitativa da comunidade de peixes (R > 0.65; p < 0.04). Essa relação é representada pela prevalência de espécies que exploram micro-habitats associados à vegetação marginal em contato com a água nos trechos a montante. As diferenças na estrutura da vegetação marginal ao longo do gradiente longitudinal correspondem à dicotomia fitofisionômica observada no córrego Correntes, cuja vegetação marginal é constituída de campos úmidos à montante e por fisionomias florestais nos trechos à jusante, reforçando a importância da heterogeneidade fitofisionomica do Cerrado brasileiro para a manutenção da diversidade ictiofaunística.

Feeding association between benthic and nektonic Neotropical stream fishes

Following behaviour among Neotropical stream fishes have been scarcely reported. This type of feeding association was observed in a small stream in the upper rio Paraná system between the catfish, Aspidoras fuscoguttatus, acting as a nuclear species, and Knodus moenkhausii, Poecilia reticulata, and Astyanax altiparanae as follower species. Aspidoras fuscoguttatus individuals dug in the bottom during feeding, causing sediment suspension. Their followers picked food items in the "cloud" of suspended particles. Food items of sediment are no longer consumed by the catfish when in suspension, but are still available for K. moenkhausii, P. reticulata and A. altiparanae. Following behaviour is an alternative feeding tactic for these species, which reinforces the general idea of behavioural plasticity among follower species.

A interação nuclear-seguidor tem sido raramente registrada entre peixes de riachos Neotropicais. Este tipo de associação foi observada em um riacho de cabeceira, no sistema do Alto rio Paraná envolvendo o cascudinho, Aspidoras fuscoguttatus, como espécie nuclear, e Knodus moenkhausii, Poecilia reticulata e Astyanax altiparanae como seus seguidores. Indivíduos de Aspidoras fuscoguttatus revolveram o substrato durante alimentação, promovendo a suspensão de sedimento. Os seguidores, por sua vez, movimentaram-se pela "nuvem" de partículas em suspensão, capturando itens alimentares. As particulas alimentares em suspensão parecem não ser utilizadas pelo cascudinho, mas tornam-se disponíveis para K. moenkhausii, P. reticulata e A. altiparanae. O comportamento de seguidor representa uma tática alimentar alternativa para estas espécies, reforçando a idéia geral de plasticidade comportamental entre as espécies seguidoras.