Juveniles of the overexploited Amazonian fish Colossoma macropomum (Characiformes: Serrasalmidae) as potential seed dispersers of Cecropia spp

Colossoma macropomum is a frugivorous fish from the Amazon and Orinoco river basins. This species has an important economic and social role in both river watersheds; it also has been overfished for more than 40 years, leading to changes in the populations structure. Currently adults are less common in fisheries, while juveniles are more frequently fished and sold in several market places along the Amazon River. Reportedly adult individuals consume a vast quantity of fruits and seeds and has been recognized as effective seed dispersers that plays a significant ecological role. Although frugivorous fishes are important dispersers in tropical rainforests, assessments of their effectiveness in dispersing seeds and in the effect on the germination of these ingested seeds are still insufficient. Cecropia latiloba and Cecropia membranacea are two pioneer tree species that initiate the succession process in the tropical forest and are both widely consumed by C. macropomum. In this study we aimed to verify if the Cecropia seeds that pass through the digestive tract of juveniles of C. macropomum would show improved germination. The results obtained through controlled experiments confirm that seeds that pass through the digestive tract of C. macropomum retained their germination capacity. Although the responses in the improvement of the germination variables (germination capacity, minimum imbibition time, time necessary for reaching 50 % germination capacity, emergence velocity index and germination mean time) did not show statistical differences between treatments, the seedlings that grew from the seeds consumed by the fish were taller than those without the digestive treatment. We conclude that juveniles of C. macropomum have the possibility to disperse the seeds of these Cecropia species.

Colossoma macropomum es un pez frugívoro de las cuencas del Amazonas y el Orinoco. Esta especie tiene un importante papel económico y social en ambas cuencas; sin embargo, ha sido sobreexplotada por más de 40 años, lo que ha llevado a cambios en la estructura de sus poblaciones. Actualmente los adultos son menos comunes en las pesquerías, mientras que los juveniles son atrapados y vendidos en varios mercados a lo largo del río Amazonas con mayor frecuencia. Se ha reportado que los individuos adultos consumen grandes cantidades de frutas y semillas, y han sido reconocidos como dispersores efectivos con un papel ecológico vital. A pesar de que los peces frugívoros son dispersores importantes en los bosques tropicales, los estudios sobre su efectividad en la dispersión de semillas y sobre la capacidad de germinación y la viabilidad de las semillas ingeridas son aún insuficientes. Cecropia latiloba y Cecropia membranacea son dos especies de árboles pioneros que inician el proceso de sucesión en los bosques tropicales; ambas son ampliamente consumidas por C. macropomum. El objetivo de este estudio fue verificar si las semillas de Cecropia que pasaron por el tracto digestivo de los juveniles de C. macropomum mejorarían su germinación. Los resultados obtenidos a través de experimentos controlados confirmaron que las semillas que pasan a través del tracto digestivo de C. macropomum mantienen su capacidad de germinar. Aunque las variables de germinación (capacidad de germinación, tiempo de imbibición mínimo, tiempo necesario para alcanzar el 50 % de la capacidad de germinación, índice de velocidad de emergencia y tiempo medio de germinación) no mostraron diferencias estadísticas entre tratamientos, las plántulas que crecieron de las semillas consumidas por los peces crecieron más que aquellas provenientes de semillas no ingeridas. Concluimos que los juveniles de C. macropomum tienen la posibilidad de dispersar las semillas de estas especies de Cecropia.

Evidence for herbaceous seed dispersal by small-bodied fishes in a Pantanal seasonal wetland / Evidência de dispersão de sementes de herbáceas por peixes de pequeno porte num campo inundável do Pantanal

We analysed the germination of seeds after their passage through the digestive tract of small floodplain fishes. Samples were collected in five open flooded fields of the northern Pantanal in March 2011. All fishes were sacrificed and their intestinal contents were removed. The fecal material was weighed and stored at 4°C in a GF/C filter wrapped in aluminum foil. The material was then transferred to a receptacle containing sterilised soil from the sampling area. The fecal samples were kept in a germination chamber for 68 days and then transferred to a greenhouse for another 67 days. We collected a total of 45 fish species and 1014 individuals which produced a total amount of 32g of fresh fecal mass and 11 seedlings. We were able to identify six seedlings: two Banara arguta, two Steinchisma laxa, one Hymenachne amplexicaulis and one Luziola sp.. The fish species that produced samples with seedlings were Astyanax assuncionensis, Metynnis mola, Plesiolebias glaucopterus, Acestrorhyncus pantaneiro and Anadoras wendelli. With the exception of B. arguta the remaining plant species and all fish species were not known to be associated with the seed dispersal process of these plants. We found a ratio of 0.435 seedlings.g–1 of fresh fecal material, which is 100 times higher than the amount of seedlings encountered in fresh soil mass (92,974 grams) in seed bank studies conducted in the same study area. In particular, Astyanax assuncionensis and Metynnis mola were among the most frequent and most abundant fish taxa in the area. Together with the high seed concentration in the fish fecal material, this evidence allows us to conclude that such fish species may play an important role in seed dispersal in the herbaceous plants of the Pantanal.

Nós analisamos a germinação de sementes após a passagem pelo trato digestivo de peixes de pequeno porte da planície de inundação do Pantanal de Mato Grosso. As amostras foram retiradas de cinco campos inundáveis em março de 2011. Todos os peixes foram sacrificados e seus conteúdos intestinais removidos. O material fecal foi pesado e armazenado a 4°C em filtros GF/C envolvidos em papel alumínio. O material foi transferido para um recipiente contendo solo da região previamente esterilizado e regado diariamente. As amostras de fezes foram mantidas por 68 dias numa câmara de germinação e então mantidas por mais 67 dias na casa de vegetação. Coletamos 1014 indivíduos de peixes distribuídos em 45 espécies que produziram um total de 32g. de fezes e 11 plântulas das quais seis foram identificadas como Banara arguta (n=2), Steinchisma laxa (n=2), Hymenachne amplexicaulis (n=1) e Luziola sp. (n=1). As espécies de peixes que produziram amostras com germinações foram Astyanax assuncionensis, Metynnis mola, Plesiolebias glaucopterus, Acestrorhyncus pantaneiro e Anadoras wendelli. Esse é o primeiro relato que associa essas espécies de plantas e de peixes no processo de dispersão de sementes com exceção de B. arguta. Encontramos uma razão de 0,435 germinações.g–1 por massa úmida fecal, o que representa 100 vezes mais germinações do que o registrado por massa úmida de solo num estudo de banco de sementes de solo da mesma região. Em particular, Astyanax assuncionensis e Metynnis mola estão entre as espécies mais frequentes e abundantes da área de estudo. Considerando a alta concentração de germinações por massa de material fecal essa evidência nos permite sugerir que os peixes de pequeno porte da planície de inundação do Pantanal podem ter um efeito determinante na dispersão de herbáceas do Pantanal.

Fruit-eating fishes of Banara arguta (Salicaceae) in the Miranda River floodplain, Pantanal wetland / Peixes frugívoros de Banara arguta (Salicaceae) na planície de inundação do Rio Miranda, Pantanal

The role of fish as frugivorous and its ecological consequences are often neglected in ecological studies. However, the importance of the interaction between fish and plants is gaining force in scientific literature, and fish has been considered effective seed dispersers. The fruit-eating fish assemblage of Banara arguta (Salicaceae) was evaluated in Southern Pantanal wetlands. Nine species were reported consuming fruits, with different strategies to capture them. The distribution of B. arguta associated with the Pantanal floodplain and the presence of several species of fruit-eating fish, suggest that ichthyochory can be an important seed dispersal strategy to B. arguta.

O papel de peixes como frugívoros e suas conseqüências ecológicas são frequentemente negligenciados em estudos ecológicos. Entretanto, a importância da interação entre peixes e plantas vem ganhando força na literatura científica, e peixes têm sido considerados como efetivos dispersores de sementes. A comunidade de peixes frugívoros de Banara arguta (Salicaceae) foi avaliada no Pantanal Sul. Nove espécies foram reportadas consumindo os frutos, com diferentes estratégias para capturá-los. A distribuição de B. arguta associada à planície de inundação no Pantanal, além da presença de várias espécies de peixes frugívoros, sugere que a ictiocoria pode ser uma importante estratégia de dispersão de sementes para B. arguta.

Germinação de sementes de Bothriospora corymbosa (Rubiaceae) recuperadas do trato digestório de Triportheus angulatus (sardinha) no Lago Camaleão, Amazônia Central / Seed germination of Bothriospora corymbosa (Rubiaceae) recouped of digestive tract of Triportheus angulatus (sardine) in Camaleão Lake, Central Amazonian

Na Amazônia as áreas inundáveis são cobertas por florestas com alta diversidade de espécies arbóreas que proporcionam a ictiofauna frutos e sementes indispensáveis a sua alimentação. Alguns estudos de alimentação têm mostrado que a estrutura tegumentar de sementes encontradas no trato digestório de peixes, se apresentavam intactas. Assim, este estudo teve como objetivo verificar se Triportheus angulatus (Spix & Agassiz, 1829) pode ser um agente dispersor de Bothriospora corymbosa (Bth) Hook. f. (Rubiaceae). A pesquisa foi desenvolvida no lago Camaleão, Ilha da Marchantaria, Manaus. Após a captura os peixes foram levados ao laboratório de campo, para a remoção do conteúdo do trato digestório, de onde foram retiradas 200 sementes para o experimento. As sementes do controle foram retiradas de frutos maduros. A germinação e emissão da radícula foram controladas diariamente. Neste estudo verificou-se que a principal fonte de alimento de T. angulatus foram frutos e sementes de espécies da várzea. O desempenho germinativo das sementes de B. corymbosa após a passagem pelo trato digestório de T. angulatus foi de 88,5 por cento e do controle 95 por cento. Os Índices de Velocidade de Germinação (IVG) das sementes do trato digestório e do controle apresentaram diferenças significativas, porém, a passagem destas pelo intestino de T. angulatus não alterou a sua viabilidade. Assim, T. angulatus é um dos agentes dispersores de B. corymbosa, contribuindo com a distribuição desta espécie nas florestas de várzea da Amazônia Central.

The Amazon floodplains are covered by forests with a high diversity of tree species that provides ictyofauna indispensable fruits and seeds for its feeding. Some studies of feeding have shown that the tegument structure of seeds found in the digestive tract of fish presented unbroken. Thus, this study had as objective to verify if Triportheus angulatus (Spix & Agassiz, 1829) can be dispersal agent of Bothriospora corymbosa (Bth) Hook. f. (Rubiaceae). The research was developed in the Camaleão Lake, Island of the Marchantaria, Manaus. After the capture the fishes had been taken to the field laboratory, for the removal of the digestive tracts content, where 200 seeds for the experiment had been removed. The seeds of the control had been removed of ripe fruits. The germination and initial radicle emission were controlled daily. In this study it was verified that the main food source of T. angulatus had been fruits and seeds. The germinative performance of the seeds removed from digestive tract was of 88.5 percent and control 95 percent. The Indices of Speed Germination (IVG) of the seeds which had passed through the digestive system and the control, presented significant differences, however, the passage of these through the intestine of T. angulatus did not modify its viability. Thus, T. angulatus is one of the dispersal agents of B. corymbosa, contributing with the distribution of this species in the floodplain forests of the Central Amazonian.

Phenology, fruit production and seed dispersal of Astrocaryum jauari (Arecaceae) in Amazonian black water floodplains

Astrocaryum jauari Mart. (Arecaceae) is one of the commonest palm species occurring in nutritionally poor Amazonian black water floodplains. It is an emergent or subcanopy tree that grows on river banks and islands, with a wide distribution along the entire flooding gradient, tolerating flood durations between 30 and 340 days. The species is important for fish nutrition in the floodplains, and is also used for hearts of palm. In the present study, the auto-ecology of A. jauari was analysed over a period of two years in the Anavilhanas Archipelago, Rio Negro, Brazil, with a focus on phenology, fruit production, and seed dispersal. Fruit fall is annual and synchronized with high water levels, with a production of 1.6 ton of fruit ha(-1). The fruits are eaten by at least 16 species of fish which either gnaw the pulp, fragment the seed, or ingest the entire fruit, thus acting as dispersal agents. Besides ichthyocory, barochory (with subsequent vegetative propagation) is an important dispersal mode, enhancing the occurrence of large masses of individuals in the Anavilhanas islands and in the region of maximum palm heart extraction near Barcelos.

Astrocaryum jauari Mart. (Arecaceae) es una de las especies más comunes de palma en las llanuras de inundación por las llamadas “aguas negras”, aguas ricas en taninos que tienen pocos nutrientes para la fauna. Habita el subdosel que se desarrolla en riberas e islas, con una distribución amplia en toda la gradiente de inundación (resiste entre 30 y 340 días bajo el agua). La especie es importante para la nutrición de los peces y en la producción de palmito. La autoecología de A. jauari fue analizada por dos años en el Archipiélago Anavilhanas, río Negro, Brazil, con énfasis en fenología, producción de frutas, y dispersores de semillas. La caída de los frutos es anual y sincronizada con el aumento de los niveles de agua, con una producción de 1.6 ton de fruta ha-1. Las frutas son comidas por al menos de 16 especies de peces que roen la pulpa o fragmentos de semilla, o ingieren la fruta entera y actúan como agentes dispersores. Además de la ictiocoria, la barocoria y la subsecuente progragación asexual son básicos para la alta densidad de la especie.