Effects of isolation and environmental variables on fish community structure in the Brazilian Amazon Madeira-Purus interfluve

Abstract

Due to the existence of terrestrial barriers to freshwater fish dispersion, it is believed that its distribution is strongly associated with historical factors related to the formation of the habitats they occupy. By the other hand, some studies reveal the influence of abiotic conditions (such as size of water bodies, pH, conductivity) on the composition of fish fauna occurring in small streams. This study aimed to investigate whether drainage basins, because catchment boundaries are potential barriers to fish dispersion, or the physical structure and physico-chemical characteristics of water have a greater influence on fish community structure in small streams. We sampled 22 streams belonging to five drainage basins in the Madeira-Purus interfluve. Fish were caught with dip nets and a small trawl, and data were simultaneously obtained on structural characteristics of the streams and physico-chemical characteristics of the water. Community composition was analyzed using Non-Metric Multidimensional Scaling (NMDS), and variables related to structural and physico-chemical characteristics were summarized by Principal Component Analysis (PCA). Two explanatory models relating faunal composition to environmental factors were constructed: the first using only continuous variables and the second including the drainage basin as a categorical variable. The Akaike Information Criterion (AIC) and AIC weight were used to select the best model. Although structural and physico-chemical variables significantly contributed to explaining faunal composition, the model including the drainage basin was clearly the better of the two models (more than 90% support in the data). The importance of drainage basins in structuring fish communities in streams may have significant consequences for conservation planning in these environments.Devido à existência de barreiras terrestres à dispersão de peixes de água doce, acredita-se que sua distribuição é fortemente associada a fatores históricos relacionados à formação dos habitats que ocupam. Por outro lado, alguns estudos revelam a influência de condições abióticas (tais como o tamanho do corpo d'água, pH, condutividade) na composição da fauna ictiíca de rios de pequena ordem. Este trabalho teve como objetivo investigar se bacias hidrográficas, cujo divisor de águas representa uma potencial barreira para a dispersão dos peixes, ou a estrutura física e características físico-químicas da água têm maior efeito sobre a estrutura de comunidades de peixes de riachos de pequena ordem. Foram amostrados 22 riachos, pertencentes a cinco bacias hidrográficas no interflúvio Madeira-Purus. Os peixes foram capturados com puçás e uma pequena rede de arrasto, e simultaneamente foram obtidos dados sobre as características estruturais dos riachos e físico-químicas da água. A composição das comunidades foi analisada por meio de um Escalonamento Multidimensional Não-Métrico (NMDS) e as variáveis relacionadas às características estruturais e físico-químicas foram sintetizadas por meio de uma Análise de Componentes Principais (PCA). Dois modelos explicativos relacionando a composição da fauna aos fatores ambientais foram construídos: o primeiro utilizando apenas variáveis contínuas, e o segundo incluindo as bacias hidrográficas como variável categórica. O Critério de Informação de Akaike (AIC) e o peso do AIC foram utilizados para a seleção do melhor modelo. Apesar de variáveis físicas e físico-químicas terem contribuído significativamente para explicar a composição faunística, o modelo incluindo bacias hidrográficas foi claramente superior (mais de 90% de suporte nos dados). A importância de bacias de drenagem para a estruturação da comunidade de peixes de riachos pode ter consequências relevantes para o planejamento para a conservação desses ambientes.