Preliminary examination of food web structure of Nicola Lake (Taim Hydrological System, south Brazil) using dual C and N stable isotope analyses

Taim Ecological Reserve is located within the Taim Hydrological System and was created to protect a heterogeneous and productive landscape harboring exceptional biological diversity in southern Brazil. Using stable isotope ratio analyses of carbon (delta13C) and nitrogen (delta15N), we provide a preliminary description of the food web structure, including estimates of production sources supporting fish populations and vertical trophic structure, within a representative lake of this system. A total of 21 organisms (5 macrophytes, 3 mollusks and 13 adult fishes) representing 16 species were collected for isotope analysis. Fishes had delta13C values ranging from -24.30º/oo to -28.31º/oo , showing concordance with the range of values observed for macrophytes (-25.49 to -27.10º/oo), and suggesting that these plants could be a major carbon source supporting these fishes. delta13C signatures of Corbicula (-30.81º/oo) and Pomacea (-24.26º/oo) indirectly suggest that phytoplankton and benthic algae could be alternative carbon sources for some consumers. Nitrogen isotope ratios indicated approximately three consumer trophic levels. The pearl cichlid Geophagus brasiliensis was a primary consumer. Two catfishes (Trachelyopterus lucenai and Loricariichthys anus) were secondary consumers. Two congeneric pike cichclids (Crenicichla lepidota and C. punctata), a catfish (Pimelodus maculatus) and the characids Astyanax fasciatus and Oligosarcus robustus were tertiary consumers. Further studies including additional primary producers and consumers and greater sample numbers should be conducted to provide a more complete and detailed description of food web structure and dynamics within the reserve.

A Estação Ecológica do Taim está inserida dentro do Sistema Hidrológico do Taim e foi criada para proteger uma região heterogênea e produtiva no sul do Brasil, abrigando uma diversidade biológica excepcional. A partir da análise de isótopos estáveis do carbono (delta13C) e nitrogênio (delta15N), esse trabalho fornece uma descrição preliminar da estrutura da teia alimentar numa lagoa representativa desse sistema, incluindo estimativas dos produtores primários que sustentam suas populações de peixes e a estrutura trófica vertical. Um total de 21 organismos (5 macrófitas, 3 moluscos e 13 peixes adultos), representando 16 espécies, foram coletados para a análise da composição isotópica. Os peixes tiveram valores de delta13C variando entre -24.30º/oo e -28.31 º/oo , com uma amplitude de variação concordante com as macrófitas (-25.49 e -27.10º/oo), sugerindo indiretamente que essas plantas poderiam ser uma fonte de carbono importante para os peixes. As assinaturas delta13C de Corbicula (-30.81º/oo) e Pomacea (-24.26º/oo) sugerem que fitoplâncton e algas bentônicas podem ser outra fonte de carbono para alguns consumidores. As razões isotópicas do nitrogênio indicaram aproximadamente três níveis tróficos de consumidores. O cará Geophagus brasiliensis foi um consumidor primário, enquanto o penharol Trachelyopterus lucenai e o cascudo-viola Loricariichthys anus foram consumidores secundários. Duas espécies congenéricas de joaninha (Crenicichla lepidota e C. punctata), o pintado Pimelodus maculatus, o lambari Astyanax fasciatus e o dentudo Oligosarcus robustus foram consumidores terciários. Novas investigações, incluindo outros produtores primários e consumidores e um maior número de amostras, deveriam ser conduzidas para propiciar uma descrição mais completa e detalhada da estrutura e dinâmica da teia alimentar no Taim.

Preliminary examination of food web structure of Nicola Lake (Taim Hydrological System, south Brazil) using dual C and N stable isotope analyses

Taim Ecological Reserve is located within the Taim Hydrological System and was created to protect a heterogeneous and productive landscape harboring exceptional biological diversity in southern Brazil. Using stable isotope ratio analyses of carbon (delta13C) and nitrogen (delta15N), we provide a preliminary description of the food web structure, including estimates of production sources supporting fish populations and vertical trophic structure, within a representative lake of this system. A total of 21 organisms (5 macrophytes, 3 mollusks and 13 adult fishes) representing 16 species were collected for isotope analysis. Fishes had delta13C values ranging from -24.30º/oo to -28.31º/oo , showing concordance with the range of values observed for macrophytes (-25.49 to -27.10º/oo), and suggesting that these plants could be a major carbon source supporting these fishes. delta13C signatures of Corbicula (-30.81º/oo) and Pomacea (-24.26º/oo) indirectly suggest that phytoplankton and benthic algae could be alternative carbon sources for some consumers. Nitrogen isotope ratios indicated approximately three consumer trophic levels. The pearl cichlid Geophagus brasiliensis was a primary consumer. Two catfishes (Trachelyopterus lucenai and Loricariichthys anus) were secondary consumers. Two congeneric pike cichclids (Crenicichla lepidota and C. punctata), a catfish (Pimelodus maculatus) and the characids Astyanax fasciatus and Oligosarcus robustus were tertiary consumers. Further studies including additional primary producers and consumers and greater sample numbers should be conducted to provide a more complete and detailed description of food web structure and dynamics within the reserve.

A Estação Ecológica do Taim está inserida dentro do Sistema Hidrológico do Taim e foi criada para proteger uma região heterogênea e produtiva no sul do Brasil, abrigando uma diversidade biológica excepcional. A partir da análise de isótopos estáveis do carbono (delta13C) e nitrogênio (delta15N), esse trabalho fornece uma descrição preliminar da estrutura da teia alimentar numa lagoa representativa desse sistema, incluindo estimativas dos produtores primários que sustentam suas populações de peixes e a estrutura trófica vertical. Um total de 21 organismos (5 macrófitas, 3 moluscos e 13 peixes adultos), representando 16 espécies, foram coletados para a análise da composição isotópica. Os peixes tiveram valores de delta13C variando entre -24.30º/oo e -28.31 º/oo , com uma amplitude de variação concordante com as macrófitas (-25.49 e -27.10º/oo), sugerindo indiretamente que essas plantas poderiam ser uma fonte de carbono importante para os peixes. As assinaturas delta13C de Corbicula (-30.81º/oo) e Pomacea (-24.26º/oo) sugerem que fitoplâncton e algas bentônicas podem ser outra fonte de carbono para alguns consumidores. As razões isotópicas do nitrogênio indicaram aproximadamente três níveis tróficos de consumidores. O cará Geophagus brasiliensis foi um consumidor primário, enquanto o penharol Trachelyopterus lucenai e o cascudo-viola Loricariichthys anus foram consumidores secundários. Duas espécies congenéricas de joaninha (Crenicichla lepidota e C. punctata), o pintado Pimelodus maculatus, o lambari Astyanax fasciatus e o dentudo Oligosarcus robustus foram consumidores terciários. Novas investigações, incluindo outros produtores primários e consumidores e um maior número de amostras, deveriam ser conduzidas para propiciar uma descrição mais completa e detalhada da estrutura e dinâmica da teia alimentar no Taim.

Patterns of habitat segregation among large fishes in a Venezuelan floodplain river

Distribution and abundance of large fishes (SL>100 mm) in the río Cinaruco, a floodplain river in the Venezuelan llanos, were examined by gill net sampling in four habitat types: sand banks, backwater creeks, floodplain lagoons, and river channel. Sampling was standardized using nets (25 m x 2 m) of three mesh sizes set for 24-h periods. Based on data from >10,000 hours of gill netting over three years, there were significant differences in assemblage composition among the four habitats. Pair-wise comparisons suggested differences in assemblage composition between all pairs of habitats except creeks and lagoons. Differences in assemblage composition likely arose from species-specific habitat affinities. For example, 21 taxa were collected from both creeks and lagoons, but not from sand banks or the main river channel; each of these 21 taxa were associated with particular features characteristic of creeks and lagoons (e.g. abundant detritus). Assemblage structure also could be influenced by predation or other biological interactions, but mechanistic experiments are needed to evaluate this hypothesis. Assemblage composition was highly variable within all habitat types, likely the result of spatial and temporal heterogeneity associated with seasonal hydrology. Long distance migrations by prochilodontids and other taxa contributed to higher CPUE during the rising-water period of May 2002. Data from this study will provide a baseline to assess changes in the abundance and distribution of large-bodied fishes in response to increasing impacts from illegal commercial fishing in this region.

A distribuição e abundância de grandes peixes (SL>100 mm) no rio Cinaruco, um rio com uma planície inundação nos llanos da Venezuela, foram examinadas através de amostragens por redes de espera em quatro habitats: bancos de areia, riachos, lagoas da planície de inundação e o canal do rio. As amostragens foram padronizadas usando-se redes de espera (25 m x 2 m) de três tamanhos de malha expostas por períodos de 24 horas. Baseando-se em dados de mais de 10.000 horas de exposição de redes, coletados por três anos, foram verificadas diferenças significativas na composição da assembléia entre os quatro habitats. Comparações pareadas sugeriram que diferenças na composição da assembléia provavelmente se devem às afinidades espécie-habitat. Por exemplo, 21 taxa foram coletados em riachos e lagoas, mas não em bancos de areia ou no canal principal do rio, sendo que cada um destes 21 taxa foi associado a características particulares dos riachos e das lagoas (ex. detrito abundante). A estrutura da assembléia também poderia ser influenciada por predação ou outras interações biológicas, mas são necessários experimentos para avaliar esta hipótese. A composição da assembléia foi altamente variável dentro de todos os tipos de habitats, provavelmente devido à heterogeneidade espacial e temporal associada com a sazonalidade na hidrologia. As grandes migrações realizadas por prochilodontídeos e outros taxa contribuíram para uma maior captura por unidade de esforço (CPUE) durante o período de subida das águas, em maio de 2002. Os dados deste estudo fornecerão a base para a verificação de mudanças na abundância e distribuição dos peixes de grande porte em resposta aos crescentes impactos causados pela pesca comercial ilegal nesta região.

Patterns of habitat segregation among large fishes in a Venezuelan floodplain river

Distribution and abundance of large fishes (SL>100 mm) in the río Cinaruco, a floodplain river in the Venezuelan llanos, were examined by gill net sampling in four habitat types: sand banks, backwater creeks, floodplain lagoons, and river channel. Sampling was standardized using nets (25 m x 2 m) of three mesh sizes set for 24-h periods. Based on data from >10,000 hours of gill netting over three years, there were significant differences in assemblage composition among the four habitats. Pair-wise comparisons suggested differences in assemblage composition between all pairs of habitats except creeks and lagoons. Differences in assemblage composition likely arose from species-specific habitat affinities. For example, 21 taxa were collected from both creeks and lagoons, but not from sand banks or the main river channel; each of these 21 taxa were associated with particular features characteristic of creeks and lagoons (e.g. abundant detritus). Assemblage structure also could be influenced by predation or other biological interactions, but mechanistic experiments are needed to evaluate this hypothesis. Assemblage composition was highly variable within all habitat types, likely the result of spatial and temporal heterogeneity associated with seasonal hydrology. Long distance migrations by prochilodontids and other taxa contributed to higher CPUE during the rising-water period of May 2002. Data from this study will provide a baseline to assess changes in the abundance and distribution of large-bodied fishes in response to increasing impacts from illegal commercial fishing in this region.

A distribuição e abundância de grandes peixes (SL>100 mm) no rio Cinaruco, um rio com uma planície inundação nos llanos da Venezuela, foram examinadas através de amostragens por redes de espera em quatro habitats: bancos de areia, riachos, lagoas da planície de inundação e o canal do rio. As amostragens foram padronizadas usando-se redes de espera (25 m x 2 m) de três tamanhos de malha expostas por períodos de 24 horas. Baseando-se em dados de mais de 10.000 horas de exposição de redes, coletados por três anos, foram verificadas diferenças significativas na composição da assembléia entre os quatro habitats. Comparações pareadas sugeriram que diferenças na composição da assembléia provavelmente se devem às afinidades espécie-habitat. Por exemplo, 21 taxa foram coletados em riachos e lagoas, mas não em bancos de areia ou no canal principal do rio, sendo que cada um destes 21 taxa foi associado a características particulares dos riachos e das lagoas (ex. detrito abundante). A estrutura da assembléia também poderia ser influenciada por predação ou outras interações biológicas, mas são necessários experimentos para avaliar esta hipótese. A composição da assembléia foi altamente variável dentro de todos os tipos de habitats, provavelmente devido à heterogeneidade espacial e temporal associada com a sazonalidade na hidrologia. As grandes migrações realizadas por prochilodontídeos e outros taxa contribuíram para uma maior captura por unidade de esforço (CPUE) durante o período de subida das águas, em maio de 2002. Os dados deste estudo fornecerão a base para a verificação de mudanças na abundância e distribuição dos peixes de grande porte em resposta aos crescentes impactos causados pela pesca comercial ilegal nesta região.

Compositional change in fish assemblages along the Andean piedmont - Llanos floodplain gradient of the río Portuguesa, Venezuela

The Llanos is an extensive area of savannas and floodplains in central and western Venezuela that encompasses a gradual elevation gradient from the río Orinoco to the foothills of the Andean piedmont. The río Portuguesa is one of the major rivers in this region that until recently had escaped major anthropogenic impacts and still maintains substantial seasonal fish migrations. However, little work has been conducted on fish ecology in this river. The present study analyzes museum collections sampled at 28 locations along the longitudinal gradient of the río Portuguesa to assess similarity of species composition from the foothills of the Andean piedmont to the lowland llanos floodplain. The standardized samples used in this analysis contained greater than 133 species representing 6 orders and 27 families, dominated by characiforms (61 species) and siluriforms (52 species). Detrended correspondence analysis (DCA) ordination of samples revealed a continual pattern of compositional change, and species are added at a faster rate than they are lost as one moves from the foothills of the piedmont to the low llanos. Based on DCA, samples from three elevational segments were found to significantly differ in fish species composition. Assemblages in the upper reaches contained unique species of loricariid catfishes, small pimelodid and trichomycterid catfishes, and small characiforms not observed at lower elevations. The lowland reach contained species of cichlids, large catfishes and characids not collected from the other two regions. Samples from the middle region revealed transitional species composition. Longitudinal species turnover probably reflects differences in environmental characteristics such as a water velocity, substrate composition and disturbance regime. Findings from this broad-scale analysis contribute to a baseline for future studies of fish ecology in this region.

Llanos corresponde a uma área extensa de savanas e planícies de inundação situadas no centro e no oeste da Venezuela, abrangendo um gradiente de elevação desde o rio Orinoco até a região montanhosa na base da cordilheira dos Andes. O rio Portuguesa é um dos principais rios desta região, até recentemente livre de maiores impactos antropogênicos, mantendo relevantes migrações sazonais de peixes. Apesar disto, poucos estudos sobre ecologia de peixes têm sido conduzidos neste ambiente. O presente estudo analisa coleções de museus amostradas em 28 locais ao longo do gradiente longitudinal do rio Portuguesa, avaliando a similaridade na composição das espécies desde a região montanhosa na base da cordilheira dos Andes até as terras baixas da planície de inundação do Llanos. As amostras padronizadas utilizadas nesta análise continham mais de 133 espécies, representando 6 ordens e 27 famílias, dominadas por caraciformes (61 espécies) e siluriformes (52 espécies). A ordenação das amostras através da análise de correspondência com remoção do efeito do arco (DCA) revelou um padrão contínuo de mudança na composição, com taxa de adição de espécies superior a de perda no sentido base da cordilheira ao baixo Llanos. Com base na DCA, as amostras dos três segmentos com distintas altitudes apresentaram diferenças significativas na composição das espécies de peixes. Assembéias do trecho superior contiveram unicamente espécies de loricarídeos, pimelodídeos de pequeno porte e tricomicterídeos, além de caraciformes de pequeno porte não observados nos segmentos inferiores. O trecho inferior apresentou espécies de ciclídeos, bagres de grande porte e caracídeos não coletados nas outras duas regiões. Amostras do trecho intermediário revelaram uma composição transicional de espécies. A alteração longitudinal na composição de espécies reflete, provavelmente, diferenças nas características ambientais, como: velocidade da água, composição do substrato e regime de distúrbio. Os achados desta análise de ampla-escala podem contribuir como ponto de partida para futuros estudos de ecologia de peixes nesta região.

Compositional change in fish assemblages along the Andean piedmont - Llanos floodplain gradient of the río Portuguesa, Venezuela

The Llanos is an extensive area of savannas and floodplains in central and western Venezuela that encompasses a gradual elevation gradient from the río Orinoco to the foothills of the Andean piedmont. The río Portuguesa is one of the major rivers in this region that until recently had escaped major anthropogenic impacts and still maintains substantial seasonal fish migrations. However, little work has been conducted on fish ecology in this river. The present study analyzes museum collections sampled at 28 locations along the longitudinal gradient of the río Portuguesa to assess similarity of species composition from the foothills of the Andean piedmont to the lowland llanos floodplain. The standardized samples used in this analysis contained greater than 133 species representing 6 orders and 27 families, dominated by characiforms (61 species) and siluriforms (52 species). Detrended correspondence analysis (DCA) ordination of samples revealed a continual pattern of compositional change, and species are added at a faster rate than they are lost as one moves from the foothills of the piedmont to the low llanos. Based on DCA, samples from three elevational segments were found to significantly differ in fish species composition. Assemblages in the upper reaches contained unique species of loricariid catfishes, small pimelodid and trichomycterid catfishes, and small characiforms not observed at lower elevations. The lowland reach contained species of cichlids, large catfishes and characids not collected from the other two regions. Samples from the middle region revealed transitional species composition. Longitudinal species turnover probably reflects differences in environmental characteristics such as a water velocity, substrate composition and disturbance regime. Findings from this broad-scale analysis contribute to a baseline for future studies of fish ecology in this region.

Llanos corresponde a uma área extensa de savanas e planícies de inundação situadas no centro e no oeste da Venezuela, abrangendo um gradiente de elevação desde o rio Orinoco até a região montanhosa na base da cordilheira dos Andes. O rio Portuguesa é um dos principais rios desta região, até recentemente livre de maiores impactos antropogênicos, mantendo relevantes migrações sazonais de peixes. Apesar disto, poucos estudos sobre ecologia de peixes têm sido conduzidos neste ambiente. O presente estudo analisa coleções de museus amostradas em 28 locais ao longo do gradiente longitudinal do rio Portuguesa, avaliando a similaridade na composição das espécies desde a região montanhosa na base da cordilheira dos Andes até as terras baixas da planície de inundação do Llanos. As amostras padronizadas utilizadas nesta análise continham mais de 133 espécies, representando 6 ordens e 27 famílias, dominadas por caraciformes (61 espécies) e siluriformes (52 espécies). A ordenação das amostras através da análise de correspondência com remoção do efeito do arco (DCA) revelou um padrão contínuo de mudança na composição, com taxa de adição de espécies superior a de perda no sentido base da cordilheira ao baixo Llanos. Com base na DCA, as amostras dos três segmentos com distintas altitudes apresentaram diferenças significativas na composição das espécies de peixes. Assembéias do trecho superior contiveram unicamente espécies de loricarídeos, pimelodídeos de pequeno porte e tricomicterídeos, além de caraciformes de pequeno porte não observados nos segmentos inferiores. O trecho inferior apresentou espécies de ciclídeos, bagres de grande porte e caracídeos não coletados nas outras duas regiões. Amostras do trecho intermediário revelaram uma composição transicional de espécies. A alteração longitudinal na composição de espécies reflete, provavelmente, diferenças nas características ambientais, como: velocidade da água, composição do substrato e regime de distúrbio. Os achados desta análise de ampla-escala podem contribuir como ponto de partida para futuros estudos de ecologia de peixes nesta região.

Movement of Cichla species (Cichlidae) in a Venezuelan floodplain river

In their native habitats of black- and clear-water Neotropical rivers, large predatory cichlids of the genus Cichla are an important food and recreational resource. Understanding patterns of movement for these species is necessary for effective management and conservation; however, no information is available on movement in natural fluvial populations. Therefore, we initiated a cooperative mark-recapture program with local sport-fishing groups to evaluate movement of Cichla in the Cinaruco River, Venezuela and to promote conservation awareness. Between January 1999 and May 2003, we tagged 2,224 individuals of three species of Cichla (C. temensis, C. orinocensis, and C. intermedia) with uniquely numbered floy tags. Over 52 months, 2.8% of the tagged fishes were recaptured. Most recaptures occurred within 1 km of the tagging location; however, a few large C. temensis moved up to 21 km, demonstrating the potential for longer distance movement in this species. The distance between tagging and recapture locations was not significantly correlated with the time interval between tagging and recapture. Distance moved was significantly related to fish size and period of the annual hydrological cycle. Implications for management and conservation of these species and future research directions are discussed.

Grandes ciclídeos do gênero Cichla são importantes como recurso alimentar e recreacional em seus habitats nativos de águas pretas e claras de rios neotropicais. O entendimento do padrão de movimentação dessas espécies torna-se necessário para o seu efetivo gerenciamento e conservação. Entretanto, não existe informação disponível em relação ao movimento de populações em ambientes fluviais naturais. Assim, iniciou-se um programa cooperativo de marcação e recaptura para avaliar a movimentação de Cichla no río Cinaruco, Venezuela. Entre janeiro de 1999 e maio de 2003, um total de 2224 indivíduos de três espécies de Cichla (C. temensis, C. orinocensis e C. intermedia) foram marcados, utilizando-se marcadores "floy", cada um contendo numeração própria. Durante 52 meses foram recapturados 2,8% dos peixes marcados, a maioria ocorrendo em distâncias inferiores a 1 km do ponto de marcação. Somente alguns C. temensis de maior tamanho, deslocaram-se a distâncias superiores a 21 km, demonstrando o potencial da espécie para movimentos a longa distância. Não houve correlação significativa entre a distância dos locais de marcação e recaptura e o intervalo de tempo existente entre os dois eventos. A distância foi significativamente relacionada com o tamanho do peixe e o período do ciclo hidrológico. Implicações para o manejo e conservação destas espécies são discutidas, além de sugerir direcionamentos para investigações futuras.

Movement of Cichla species (Cichlidae) in a Venezuelan floodplain river

In their native habitats of black- and clear-water Neotropical rivers, large predatory cichlids of the genus Cichla are an important food and recreational resource. Understanding patterns of movement for these species is necessary for effective management and conservation; however, no information is available on movement in natural fluvial populations. Therefore, we initiated a cooperative mark-recapture program with local sport-fishing groups to evaluate movement of Cichla in the Cinaruco River, Venezuela and to promote conservation awareness. Between January 1999 and May 2003, we tagged 2,224 individuals of three species of Cichla (C. temensis, C. orinocensis, and C. intermedia) with uniquely numbered floy tags. Over 52 months, 2.8% of the tagged fishes were recaptured. Most recaptures occurred within 1 km of the tagging location; however, a few large C. temensis moved up to 21 km, demonstrating the potential for longer distance movement in this species. The distance between tagging and recapture locations was not significantly correlated with the time interval between tagging and recapture. Distance moved was significantly related to fish size and period of the annual hydrological cycle. Implications for management and conservation of these species and future research directions are discussed.

Grandes ciclídeos do gênero Cichla são importantes como recurso alimentar e recreacional em seus habitats nativos de águas pretas e claras de rios neotropicais. O entendimento do padrão de movimentação dessas espécies torna-se necessário para o seu efetivo gerenciamento e conservação. Entretanto, não existe informação disponível em relação ao movimento de populações em ambientes fluviais naturais. Assim, iniciou-se um programa cooperativo de marcação e recaptura para avaliar a movimentação de Cichla no río Cinaruco, Venezuela. Entre janeiro de 1999 e maio de 2003, um total de 2224 indivíduos de três espécies de Cichla (C. temensis, C. orinocensis e C. intermedia) foram marcados, utilizando-se marcadores "floy", cada um contendo numeração própria. Durante 52 meses foram recapturados 2,8% dos peixes marcados, a maioria ocorrendo em distâncias inferiores a 1 km do ponto de marcação. Somente alguns C. temensis de maior tamanho, deslocaram-se a distâncias superiores a 21 km, demonstrando o potencial da espécie para movimentos a longa distância. Não houve correlação significativa entre a distância dos locais de marcação e recaptura e o intervalo de tempo existente entre os dois eventos. A distância foi significativamente relacionada com o tamanho do peixe e o período do ciclo hidrológico. Implicações para o manejo e conservação destas espécies são discutidas, além de sugerir direcionamentos para investigações futuras.