Distribution of diversity of fishes in an Andean fluvial network

Introduction: The distribution of freshwater fishes in the Colombian Andes results from the interaction between historical and recent factors. Currently, the Andean landscape is facing rapid transformation processes. However, the knowledge regarding species distribution and environmental requirements is advancing slower than the transformations underway in the fluvial networks. Objective: To understand the conformation of the fish assemblage in the middle and lower Cauca River basin, considering the local environmental context before the construction of the Ituango Dam, and quantifying β diversity and its two components (turnover and nestedness) amongst local fish communities. Methods: 58 localities were monitored during nine years (between February 2010 and November 2018), the period before the dam's operation. The species richness (α-diversity), species turnover (β-diversity), and assemblage composition were estimated for the given localities. Results: 114 species were recorded, representing ~ 49 % of the total richness of known species for the Magdalena basin. The richness distribution showed that the number of species varies among the aquatic environments. Swamps presented the most significant number of species, followed by the Cauca River, while streams had the lowest values of richness. The spatial analyses of β-diversity revealed a high variation component in the study area due to species replacement between the aquatic environments. Conclusions: The implementation of long-term monitoring allowed us to recognize that the Cauca River basin conserves a great variety of species-rich environments. The species turnover indicates a high proportion of endemism or multiple sites with unique species. Finally, our study will serve as a baseline to verify, over time, whether the dam's construction is associated with essential changes in the structure of fish communities.

Introducción: La distribución de los peces de agua dulce en los Andes colombianos es el resultado de la interacción entre factores históricos y recientes. Actualmente, el paisaje Andino enfrenta procesos de rápida transformación. Sin embargo, el conocimiento sobre la distribución de las especies y sus requerimientos ambientales no avanza tan rápido como las transformaciones en curso en las redes fluviales. Objetivo: Comprender la conformación del ensamble de peces en la cuenca media y baja del río Cauca, considerando el contexto ambiental local antes de la construcción de la represa de Ituango, y cuantificar la diversidad beta y sus dos componentes (recambio y anidamiento) entre las comunidades de peces locales. Métodos: Se analizaron 58 localidades durante nueve años (entre febrero 2010 y noviembre 2018), período previo a la operación de la represa. La riqueza de especies (diversidad α), el recambio de especies (diversidad β) y la composición del conjunto se estimaron para las localidades dadas. Resultados: Se registraron 114 especies, que representan ~ 49 % de la riqueza total de especies conocidas para la cuenca del Magdalena. La distribución de la riqueza mostró que el número de especies varía entre los ambientes acuáticos. Las ciénagas presentaron el mayor número de especies, seguidas por el río Cauca, mientras que las quebradas presentaron los valores más bajos de riqueza. Los análisis espaciales de la diversidad β revelaron un alto componente de variación en el área de estudio debido al reemplazo de especies entre los ambientes acuáticos. Conclusiones: La implementación del monitoreo a largo plazo permitió reconocer que la cuenca del río Cauca conserva una gran variedad de ambientes ricos en especies. El recambio de especies indica una alta proporción de endemismo o múltiples sitios con especies únicas. Finalmente, nuestro estudio servirá como línea base para verificar, con el tiempo, si la construcción de la represa está asociada con cambios esenciales en la estructura de las comunidades de peces.

Efectos de la generación de energía hidroeléctrica en la reproducción de Prochilodus magdalenae (Prochilodontidae): evidencia de la respuesta endócrina / Hydropower effects on Prochilodus magdalenae (Prochilodontidae) reproduction: evidence from endocrine response

RESUMEN Objetivo. Describir la respuesta endocrina asociada con la reproducción de un pez potamódromo tropical ante cambios en el régimen de descarga de caudal producido por la generación de hidro-energía en un río Andino. Materiales y métodos. Se analizó la reproducción de Prochilodus magdalenae en individuos de dos sectores de una cuenca neotropical: uno con flujo hidrológico natural y otro con un régimen regulado. Resultados. En la sección de la cuenca con flujo natural, se encontró que la producción de hormonas relacionadas con la reproducción de peces (FSH y LH) estaba correlacionada con el índice gonadosomático, mientras que en peces bajo la influencia del pulso de agua producto de la operación hidroeléctrica esta correlación no fue detectada. Conclusiones. La producción de hormonas asociadas con la reproducción en peces potamódromos fue sensible a cambios en el nivel/caudal. En consecuencia, peces expuestos a las alteraciones en el pulso de caudal estarían recibiendo estímulos ambiguos que afectan la producción de hormonas, la sincronización de la reproducción con las señales ambientales y la maduración, lo cual es esencial para el éxito reproductivo.

ABSTRACT Objective. Describe the endocrine response associated with the reproduction of a tropical potamodromous fish under changes in the flow discharge produced by hydropower in an Andean. Materials and methods. We analyzed Prochilodus magdalenae reproduction in individuals from two sectors of a Neotropical river basin: one with a natural flow and another one with a regulated hydrological regime. Results. In the sector of the basin with the natural flow we found that the production of hormones related with fish reproduction (FSH and LH) was correlated with the gonadosomatic index, while in fish experiencing hydropeaking due to hydroelectric operation no such correlation was detected. Conclusions. Hormone production associated to reproduction of the Potamodromous fish was sensitive to changes in water level and discharge. Then, fish exposed to hydropeaking would be receiving ambiguous stimuli that affect hormone production, reproduction synchronization with environmental cues, and ripening, which are essential for reproductive success.

Las agregaciones de desove de Tylosurus pacificus (Beloniformes: Belonidae) y su pesca en el Parque Nacional Natural Utría (Pacífico colombiano) / Spawning aggregations of Tylosurus pacificus (Beloniformes: Belonidae) and their fishery in Utría Park, Colombian Pacific

ResumenAlgunas especies de peces marinos tienen complejas relaciones con los ecosistemas costeros durante sus periodos reproductivos, tal es el caso del pez aguja Tylosurus pacificus, que conforma agregaciones de desove en playas de grava en el Parque Nacional Natural Utría. Se describe la actividad pesquera y algunos aspectos de la biología reproductiva de T. pacificus y se proponen algunas medidas para mitigar el impacto sobre este evento y los procesos ecológicos asociados. Se realizó un monitoreo pesquero entre abril 2008 y febrero 2009 en el Parque Nacional Natural Utría (PNNU), Pacífico colombiano. Se analizaron los volúmenes de captura, estructura por talla, proporción de sexos y fecundidad (n= 84). La longitud total osciló entre 60.5 cm y 104 cm con una media y desviación estándar de 85.35 ± 9.09 cm. La fecundidad promedio fue 189 685.56 ovocitos por gónada, con una moda de 8 mm de diámetro y un desarrollo gonadal asincrónico. La especie desova en forma colectiva en la playa cuando la marea alcanza el nivel más alto durante la luna llena y nueva, generalmente al anochecer. Pescadores que habitan los pueblos cercanos aprovechan este recurso, durante la agregación reproductiva de la especie. Es importante ampliar el estudio de la reproducción de T. pacificus y los procesos ecológicos asociados a su desove para poder dar un aprovechamiento adecuado y garantizar la sostenibilidad de su pesquería a largo plazo.

Abstract:Some species of marine fish have complex relationships with coastal ecosystems during their reproductive periods, as the needle fish Tylosurus pacificus that forms spawning aggregations in gravel beaches in Utría Park. We described fishery and some aspects of the reproductive biology of T. pacificus and proposed some strategies to mitigate the impact of this event and associated ecological processes. Fisheries monitoring were conducted between April 2008 and February 2009 in the Utría National Park, Colombian Pacific. Catch volumes, length structure, sex ratio and fecundity (n= 84) were analyzed. The total length ranged among 60.5 and 104 cm with a mean and standard deviation of 85.35 ± 9.09 cm. The average fertility of oocytes per gonad was 189 685.56, with a mode of 8 mm diameter and an asynchronous gonadal development. This species spawns collectively on the beach when the tide reaches the highest level during full and new moon, usually in the evening. Fishermen of a near town take advantage of the spawning aggregation of this species. The reproduction study of T. pacificus and ecological processes associated with their spawning, should be expanded to give adequate use, and ensure the sustainability of their fishery over the long term. Rev. Biol. Trop. 65 (1): 77-87. Epub 2017 March 01.

Biología reproductiva de Lutjanus guttatus (Perciformes: Lutjanidae) en el Parque Nacional Natural Utría, Pacífico colombiano / Reproductive biology of Lutjanus guttatus (Perciformes: Lutjanidae) in Utría National Park, Colombian Pacific

Protected areas are important for natural population conservation since they work as refuge, feeding and breeding areas, where specimens should be exempt from human pressure. The generation of better criteria for management decisions and conservation of fishery resources, is based on the reproductive aspects of species that support fishing activities, since this information is related to the abundance, size and frequency of capture. With this aim, the reproductive biology of the spotted snapper Lutjanus guttatus was studied from April 2008 and February 2009 at the Utría National Park, Colombian Pacific. For this, we analyzed the volume of catch, size structure, sex ratio, fecundity, maturity size, breeding areas and seasons (n=278), of daily landings of 21 units of artisanal fisheries in ten fishing grounds in the Park. Form all landings, we evaluated a total of 4 319 individuals belonging to 84 species. Based on the number of individuals, Lutjanus guttatus ranked third in catches representing 6.4% (278 individuals), and 16th with 1.8% (95.79kg), based on catch biomass. The average weight was 0.34kg ±0.25kg, while 29cm±6.4cm for total length. The total length-weight relationship had the best fit (Kruskal-Wallis, p<0.05, n=272) with the equation PT=0.00000885* L T3.09. The occurrence of mature fish and high condition factors suggested a spawning season in June, September and October in sandy and rocky shores. This species showed an asynchronical gonadal development, with a mean sexual maturity size estimated in 23.5cm total length, and an absolute fecundity of 156 253.11 oocytes (mode of 4µm diameter). We concluded that L. guttatus medium sizes observed indicated a fishing pressure on small size specimens (the minimum size being 18cm); thus, we recommend the implementation of minimum catch sizes based on the criterion of size at maturity LT100 (25.5cm) and to apply seasonal fishing closures during the highest reproductive activity (June- October). However, it is necessary to obtain additional biological information with multi-year monitoring to improve fisheries management criteria in the area.

Las áreas protegidas son importantes para la conservación de las poblaciones naturales ya que funcionan como zonas de refugio, alimentación y reproducción en la que los organismos deberían estar eximidos de la presión antrópica, pero en aquellas áreas donde se permite la pesca, es elemental conocer los aspectos reproductivos de las especies que soportan la presión pesquera, ya que ésta información relacionada con las abundancias, tallas y frecuencias de captura pueden ofrecer mejores criterios para tomar decisiones de manejo y conservación de los recursos pequeros. La biología reproductiva del pargo lunarejo Lutjanus guttatus se estudió entre abril 2008 y febrero 2009 en el Parque Nacional Utría, Pacífico colombiano. Se analizaron los volúmenes de captura, estructura por tallas, proporción de sexos, fecundidad, talla media de madurez, áreas y épocas de reproducción (n=278). La longitud total osciló entre 18 y 56cm con una media y desviación estándar de 29±6.4cm. La talla media de madurez fue estimada en 23.5cm de longitud total, la fecundidad absoluta fue 156 253.11 ovocitos, con una moda de 4μm de diámetro y un desarrollo gonadal asincrónico. La presencia de individuos maduros y de un alto factor de condición sugieren épocas de desove en junio, septiembre y octubre en litorales rocosos y arenosos.