Ecomorphological patterns of the fish assemblage in a tropical floodplain: effects of trophic, spatial and phylogenetic structures

Abstract

Ecomorphological patterns of the fish assemblage from the upper Paraná River floodplain, Brazil, were described and evaluated according to trophic (guilds), spatial (habitats) and phylogenetic (taxonomic distances) structures. The samples were obtained through the Long Term Research Project (LTER-CNPq/UEM/NUPELIA) in August and October 2001. Thirty-five species were analyzed from thirty-one morphological variables. Strong significant correlations (Mantel test) between morphology and trophic guilds and between morphology and taxonomy were found, while morphology and habitat revealed a weak correlation. However, the partial Mantel test showed that the correlations between morphology and trophic guilds persist even when the effect of taxonomy is discounted. The ecomorphological pattern shown by the Principal Component Analysis separated species according to locomotion structures used in feeding. At one extreme there are the piscivores and insectivores that exploit lentic habitats and have compressed bodies and well developed anal fins, while at the other there are detritivores and invertivores that exploit lotic and semi-lotic habitats and have depressed bodies and well developed pectoral, pelvic and caudal fins. Canonical Discriminant Analysis using ecomorphological variables successfully predicted 94.5% of the trophic guild ecomorphotypes, but only 57.1% of the habitat ecomorphotypes. These data indicate that the fish assemblage of the upper Paraná River floodplain is structured ecomorphologically mainly according to trophic structure rather than habitat.

Translated abstract

Este trabalho objetivou descrever e avaliar os padrões ecomorfológicos da assembleia de peixes da planície de inundação do alto rio Paraná, Brasil, analisando os efeitos das estruturas trófica (guildas), espacial (tipos de habitats) e filogenética (distância taxonômica). Trinta e cinco espécies foram analisadas a partir de 31 variáveis morfológicas obtidas de espécimes coletados em agosto e outubro de 2001 no âmbito do Projeto Ecológico de Longa Duração (PELD-CNPq/UEM/NUPELIA). O teste de Mantel revelou que há correlação significativa das distâncias morfológicas com guildas tróficas e distâncias taxonômicas, enquanto com os tipos de habitats a correlação se mostrou fraca. Contudo, o teste de Mantel parcial demonstrou que a correlação da morfologia com as guildas tróficas independe da filogenia. O padrão de diversificação ecomorfológica apresentado pela Análise de Componentes Principais revelou um gradiente ecomorfológico relacionado à locomoção associada à ecologia trófica. Em um extremo estão espécies de piscívoros e insetívoros que exploram preferencialmente habitats lênticos com corpos comprimidos e nadadeiras anais desenvolvidas, enquanto no outro extremo estão os detritívoros e invertívoros que exploram preferencialmente habitats lóticos e semi-lóticos e apresentam corpos deprimidos e nadadeiras peitorais, pélvicas e caudais desenvolvidas. A Análise Discriminante Canônica realizada com os índices ecomorfológicos previu com sucesso 94,5% dos ecomorfotipos relacionados às guildas tróficas e apenas 57,1% dos ecomorfotipos que exploram os diferentes habitats analisados. Conclui-se que a assembleia de peixes da planície de inundação do alto rio Paraná está estruturada ecomorfologicamente, revelando-se mais influenciada pela estrutura trófica do que pela espacial.