Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A compreensão sobre a estrutura e funcionamento das comunidades biológicas é uma das principais questões das teorias ecológicas e principalmente no contexto de diversidade funcional, já que os atributos das espécies influenciam fortemente a distribuição e o papel que os organismos desempenham nos ecossistemas. Neste trabalho, tivemos como objetivo avaliar a variabilidade intraespecífica e interespecífica dos atributos ecológicos em duas assembleias de peixes localizadas em riachos sujeitos a diferentes condições físicas. A variação na utilização dos recursos, seja entre indivíduos e/ou entre espécies pode nos ajudar a compreender as interações bióticas e a estrutura das populações e comunidades de peixes. Os atributos referentes a morfologia, dieta, uso do habitat e alguns aspectos comportamentais foram avaliados e suas variações foram testadas a partir dos valores individuais. As coletas foram realizadas em dois riachos tropicais, sendo um localizado no ambiente da Mata Atlântica e o outro, no ambiente do semiárido brasileiro. Além das análises empíricas, uma revisão bibliográfica sobre o tema e uma possível composição funcional dos grupos de peixes de riacho foram descritas no capítulo 1 da presente tese. Nos capítulos 2 e 3, foram testadas as hipóteses de que existe alta variabilidade intraespecífica em relação aos atributos ecológicos dos peixes e que esta variabilidade é influenciada pela alta disponibilidade de recursos, enquanto no capítulo 4, a variação entre os indivíduos foi testada em relação a aspectos comportamentais. Nossos resultados revelaram que, de fato, a variação intraespecífica foi alta em ambas as assembleias, porém na assembleia do semiárido, esta variabilidade foi maior. Este resultado pode estar relacionado a alta disponibilidade de recursos espaciais encontrada nesta localidade. A morfologia e a dieta apresentaram correlação significativa, porém foi fraca em ambas as assembleias, demonstrando assim a importância de mensurar esses dois aspectos da biodiversidade dos peixes. Os resultados relacionados ao uso do habitat também apresentaram alta variabilidade entre os indivíduos e entre as espécies nos dois riachos em estudo. A assembleia do semiárido apresentou maior variabilidade física com potenciais microambientes formados por bancos de macrófitas a serem explorados pelos organismos, permitindo assim, o uso diferenciado e a escolha individual por diferentes recursos espaciais. A variabilidade individual também foi encontrada no comportamento social de duas espécies desta assembleia, onde houve formação de cardumes compostos por indivíduos maiores nas extremidades com maior capacidade de fuga na relação presa-predador. Neste sentido, a alta variação intraespecífica para diversos aspectos funcionais avaliados neste trabalho evidencia ainda mais a importância de mensurar as características ecológicas dos peixes a partir de valores individuais. Adicionalmente, a partir desta ferramenta, podemos compreender melhor a complementaridade da especialização e originalidade ecológica dos indivíduos e finalmente, sugerir de que forma os atributos funcionais dos organismos influenciam a estrutura das populações e comunidades de peixes de riachos tropicais / Describing biological community structure and function is one of the principal issues on ecological theories. This issue is of particular interest for functional diversity since species traits can strongly influence the function and distribution of individuals in the ecosytem. Here we evaluated the intraspecific and interspecific variability of ecological traits in two stream fish assemblages under different physical conditions. Resource use variation within and/or between species can elucidate biotic interactions and the structure of fish communities and populations. Morphology, diet, habitat use, and behavioral aspects were analyzed and their variability was tested through individual values. We collected the samples in one stream located in Rainforest and the other in the Semiarid. Additionally, we did a review about the studies that explore this issue and suggested a possible functional composition of stream fish in chapter 1. The chapters 2 and 3 include the hypothesis that there is high intraspecific variability of fish traits and that this variability is higher at the environments with high resource availability. In the chapter 4 we tested the intraspecific variability of behavioral traits. Our results indicated that the intraspecific variability was high in both assemblages but when we compared the two assemblages, this variability was higher at the semiarid stream. This result can be related to the higher physical resources availability in this assemblage. The morphology and diet were correlated, but this correlation was weak in both assemblages, highlighting the importance of measuring these two aspects of fish biodiversity. The variability of habitat use was also high within and between species and it was influenced by stream physical structure. The semiarid stream presented potential microhabitats with macrophytes that can be explored by the individuals, allowing for differences in habitat use and individual choice for different spatial resources. The individual variability was also expressive on the social behaviour of two species in the semiarid stream, with schools formed by larger individuals at the edges, which have higher ability to avoid predation. Thus, the high intraspecific variability in some ecological traits confirm that it is important to quantify the fish traits from individual values. Moreover, we can explain better the complementarity of ecological specialization and originality from intraspecific variability. Finally, we can understand the influence of ecological traits on population and communities structure of tropical stream fishes

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A compreensão sobre a estrutura e funcionamento das comunidades biológicas é uma das principais questões das teorias ecológicas e principalmente no contexto de diversidade funcional, já que os atributos das espécies influenciam fortemente a distribuição e o papel que os organismos desempenham nos ecossistemas. Neste trabalho, tivemos como objetivo avaliar a variabilidade intraespecífica e interespecífica dos atributos ecológicos em duas assembleias de peixes localizadas em riachos sujeitos a diferentes condições físicas. A variação na utilização dos recursos, seja entre indivíduos e/ou entre espécies pode nos ajudar a compreender as interações bióticas e a estrutura das populações e comunidades de peixes. Os atributos referentes a morfologia, dieta, uso do habitat e alguns aspectos comportamentais foram avaliados e suas variações foram testadas a partir dos valores individuais. As coletas foram realizadas em dois riachos tropicais, sendo um localizado no ambiente da Mata Atlântica e o outro, no ambiente do semiárido brasileiro. Além das análises empíricas, uma revisão bibliográfica sobre o tema e uma possível composição funcional dos grupos de peixes de riacho foram descritas no capítulo 1 da presente tese. Nos capítulos 2 e 3, foram testadas as hipóteses de que existe alta variabilidade intraespecífica em relação aos atributos ecológicos dos peixes e que esta variabilidade é influenciada pela alta disponibilidade de recursos, enquanto no capítulo 4, a variação entre os indivíduos foi testada em relação a aspectos comportamentais. Nossos resultados revelaram que, de fato, a variação intraespecífica foi alta em ambas as assembleias, porém na assembleia do semiárido, esta variabilidade foi maior. Este resultado pode estar relacionado a alta disponibilidade de recursos espaciais encontrada nesta localidade. A morfologia e a dieta apresentaram correlação significativa, porém foi fraca em ambas as assembleias, demonstrando assim a importância de mensurar esses dois aspectos da biodiversidade dos peixes. Os resultados relacionados ao uso do habitat também apresentaram alta variabilidade entre os indivíduos e entre as espécies nos dois riachos em estudo. A assembleia do semiárido apresentou maior variabilidade física com potenciais microambientes formados por bancos de macrófitas a serem explorados pelos organismos, permitindo assim, o uso diferenciado e a escolha individual por diferentes recursos espaciais. A variabilidade individual também foi encontrada no comportamento social de duas espécies desta assembleia, onde houve formação de cardumes compostos por indivíduos maiores nas extremidades com maior capacidade de fuga na relação presa-predador. Neste sentido, a alta variação intraespecífica para diversos aspectos funcionais avaliados neste trabalho evidencia ainda mais a importância de mensurar as características ecológicas dos peixes a partir de valores individuais. Adicionalmente, a partir desta ferramenta, podemos compreender melhor a complementaridade da especialização e originalidade ecológica dos indivíduos e finalmente, sugerir de que forma os atributos funcionais dos organismos influenciam a estrutura das populações e comunidades de peixes de riachos tropicais / Describing biological community structure and function is one of the principal issues on ecological theories. This issue is of particular interest for functional diversity since species traits can strongly influence the function and distribution of individuals in the ecosytem. Here we evaluated the intraspecific and interspecific variability of ecological traits in two stream fish assemblages under different physical conditions. Resource use variation within and/or between species can elucidate biotic interactions and the structure of fish communities and populations. Morphology, diet, habitat use, and behavioral aspects were analyzed and their variability was tested through individual values. We collected the samples in one stream located in Rainforest and the other in the Semiarid. Additionally, we did a review about the studies that explore this issue and suggested a possible functional composition of stream fish in chapter 1. The chapters 2 and 3 include the hypothesis that there is high intraspecific variability of fish traits and that this variability is higher at the environments with high resource availability. In the chapter 4 we tested the intraspecific variability of behavioral traits. Our results indicated that the intraspecific variability was high in both assemblages but when we compared the two assemblages, this variability was higher at the semiarid stream. This result can be related to the higher physical resources availability in this assemblage. The morphology and diet were correlated, but this correlation was weak in both assemblages, highlighting the importance of measuring these two aspects of fish biodiversity. The variability of habitat use was also high within and between species and it was influenced by stream physical structure. The semiarid stream presented potential microhabitats with macrophytes that can be explored by the individuals, allowing for differences in habitat use and individual choice for different spatial resources. The individual variability was also expressive on the social behaviour of two species in the semiarid stream, with schools formed by larger individuals at the edges, which have higher ability to avoid predation. Thus, the high intraspecific variability in some ecological traits confirm that it is important to quantify the fish traits from individual values. Moreover, we can explain better the complementarity of ecological specialization and originality from intraspecific variability. Finally, we can understand the influence of ecological traits on population and communities structure of tropical stream fishes

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Com o objetivo de determinar essas respostas sobre diferentes níveis de organização biológica e suas interfaces, são abordadas a ecologia trófica dos peixes e a estrutura e dinâmica das teias tróficas em 20 riachos de 3ª ordem de quatro bacias da região de Mata Atlântica (RJ), em gradiente de impactos relacionados ao uso de solo da microbacia e às medidas estruturais e limnológicas locais. Foram realizadas análises do conteúdo estomacal e de isótopos estáveis de carbono (C) e nitrogênio (N) dos peixes e seus recursos alimentares (macroinvertebrados e recursos basais). O gradiente de alguns impactos tanto em escala local (% de cobertura de dossel) quanto de microbacia (uso de solo e input de nutrientes) afetaram a integridade estrutural e funcional das comunidades aquáticas (Capítulos 1, 3 e 4). Foram identificadas variações da proporção de guildas tróficas de peixes e conexões com seus recursos (Capítulo 1), com o aumento das guildas dos Detritívoros e Detritívoros-insetívoros em riachos com alta concentração de nitrogênio total, alta turbidez e baixa temperatura. A métrica H2 (Especialização da teia) foi relacionada a riachos com maior porcentagem de dossel, indicando maior partilha de recursos entre as espécies de peixes (Capítulo 1). Os valores de δ13C do perifíton foram maiores em riachos com menor cobertura vegetal, ao passo que os de δ15N se relacionaram ao conjunto de impactos em escala local e regional (Capítulo 2). Já as alterações isotópicas na biota foram reflexo, em parte, da mudança dos valores do perifíton (Capítulo 2), principal fonte de carbono basal para os consumidores aquáticos (Capítulo 3), e, em parte, da variação da dieta dentro das guildas (Capítulos 3 e 4), influenciando a posição trófica de algumas espécies e guildas de peixes na teia alimentar (Capítulo 4), como os Insetívoros e Detritívoros, e as espécies Gymnotus pantherinus e Astyanax spp. As influências dos gradientes de impactos sobre os vários compartimentos foram sintetizadas em diagramas conceituais (Capítulo 3), demonstrando as variações dos valores isotópicos de todos os consumidores (insetos e peixes), e as mudanças da proporção de insetos consumidos por todas as guildas tróficas de peixes frente aos impactos. Os resultados demonstram que o gradiente de impactos, tanto em escala local quanto regional, atuam em conjunto na determinação da estrutura e dinâmica trófica das comunidades aquáticas, nem sempre sendo possível isolar seus efeitos sobre os diversos parâmetros analisados. Ao mesmo tempo em que demonstrou alguns efeitos idiossincráticos, o presente trabalho permitiu identificar padrões de resposta das comunidades aquáticas em relação a alguns dos principais impactos sofridos por sistemas lóticos em ambientes tropicais. / Numerous anthropic impacts have been affecting aquatic ecosystems. Identifying responses of aquatic biota to these impacts remains a major challenge for ecologists. In order to determine these responses on different levels of biological organization and their interfaces, the trophic ecology of the fish and the food web structure and dynamics were analyzed in 20 streams (3rd order) of four watersheds in the Mata Atlântica (RJ). These streams are arranged in a gradient of impacts related to the watershed land use and the local structural and limnological features. Stomach contents and stable isotopes of carbon (C) and nitrogen (N) of fish and their food resources (macroinvertebrates and basal resources) were analyzed. The gradients of some impacts on the local scale (% canopy cover) and the microbasin (land use and nutrient input) affected the structural and functional integrity of aquatic communities (Chapters 1, 3 and 4). Variations in the proportion of fish trophic guilds and connections with their resources were identified (Chapter 1), with the increase of the guilds of Detritivores and Detritivorousinsectivores in high concentration of total nitrogen, high turbidity and low temperature. The metric H2 (Food web specialization) was related to streams with higher canopy cover, indicating a high resource partitioning among the fish species (Chapter 1). Values of periphyton δ13C were higher in streams with lower canopy cover, while δ15N values were related to the set of impacts at the local and the regional scale (Chapter 2). Isotopic variation in the biota were in part a reflection of the variation of the periphyton (Chapter 2), which is the main source of basal carbon for aquatic consumers (Chapter 3), and in part of the variation of diet within the guilds (Chapters 3 and 4), influencing the trophic position of some fish species and guilds (Chapter 4), such as Insectivores and Detritivores, and the species Gymnotus pantherinus and Astyanax spp.. Influences of the impact gradients upon the biota compartments were summarized in conceptual diagrams (Chapter 3), showing the variations of the isotopic values of all the consumers (insects and fish), and the changes in the proportion of insects consumed by all the fish trophic guilds. The results show that the impact gradients, both local and regional, determine the structure and trophic dynamics of aquatic communities, and it is not always possible to isolate their effects. At the same time that it demonstrated some idiosyncratic effects, the present work allowed to identify patterns of response of aquatic communities related of the main impacts suffered by lotic systems in tropical environments.