RESUMO A introdução de espécies não nativas é uma ameaça aos ecossistemas de água doce. Embora a onivoria e a predação intraguilda sejam comuns nesses sistemas, os efeitos da introdução de peixes onívoros nas comunidades pelágicas e litorâneas é pouco conhecido. Nós testamos as previsões da teoria da teia trófica considerando os efeitos da introdução de um peixe onívoro em um lago previamente desprovido de peixes localizado na Serra dos Carajás, Pará, Brasil. A estrutura trófica em dois lagos similares, um com a presença do peixe onívoro introduzido Astyanax bimaculatus, e outro sem peixes, foi comparada através de uma série de dados bióticos amostrados entre 2010 e 2013. A comunidade zooplanctônica foi mais abundante no lago com peixe e sua composição diferiu entre os dois lagos. Apesar da limitação por fósforo no lago com peixe, a riqueza do fitoplâncton e a concentração de clorofila-a foram maiores nesse lago. A comunidade de macroinvertebrados bentônicos apresentou maior riqueza e biomassa no lago sem peixe. Nossos resultados também indicam que A. bimaculatus tem o potencial de acoplar as comunidades litorâneas e pelágicas através da reciclagem de nutrientes. Apesar das limitações relacionadas à ausência de replicação no nível de ecossistemas, nós argumentamos que o nosso estudo mostra que a introdução do peixe onívoro pode ter causado mudanças no funcionamento do lago.

ABSTRACT The introduction of nonnative species is one of the main threats to freshwater ecosystems. Although omnivory and intraguild predation are common in those systems, little is known about the effects of introduced omnivorous fish on pelagic and littoral communities. This study tested predictions of food-web theory regarding the effects of omnivorous fish introduction on previously fishless lakes in the Amazonian uplands of Serra dos Carajás, Pará, Brazil. The trophic structure of two similar lakes, one with and the other without the introduced omnivorous fish Astyanax bimaculatus, was compared using a data series of biotic variables collected from both lakes twice a year from 2010 to 2013. Zooplankton was more abundant in the lake with fish, and the zooplankton composition differed between lakes. Phytoplankton richness and chlorophyll-a were higher in the lake with the introduced fish than in the fishless lake regardless of phosphorus limitation. For the benthic macroinvertebrate communities, species richness and biomass were higher in the fishless lake. Our results also indicate that A. bimaculatus has the potential to link pelagic and littoral habitats through nutrient cycling. The differences observed between the studied lakes are consistent with predictions from food-web theory regarding the effects of multichain omnivorous fish on trophic dynamics. Despite limitations regarding replication at the ecosystem level, it is possible to infer from our findings that the introduction of an omnivorous fish might have changed lake overall functioning.

OBJETIVOS: A biodiversidade de invertebrados bioturbadores de sedimentos aquáticos pode ser importante para afetar a magnitude e estabilidade de processos bentônico-pelágicos. Entretanto, nenhum estudo até o momento testou a importância da biodiversidade de invertebrados bioturbadores sobre padrões espaciais da concentração de CH4 ([CH4]) no sedimento. MÉTODOS: Neste estudo, nós conduzimos um experimento de laboratório para testar as seguintes predições: (1) A riqueza de espécies de bioturbadores irá reduzir a [CH4] no sedimento; (2) as espécies de invertebrados bioturbadores (i.e. composição de espécies) terão efeitos distintos sobre a [CH4] no sedimento (3) e os efeitos da riqueza e composição de espécies de bioturbadores sobre a [CH4] no sedimento serão dependentes da profundidade do sedimento. RESULTADOS: A riqueza de espécies de bioturbadores não afetou significativamente a [CH4] no sedimento quando as comparações foram feitas entre os diferentes níveis da riqueza de espécies. Entretanto, a riqueza de espécies de bioturbadores reduziu significativamente a [CH4] no sedimento quando diferentes níveis de riqueza foram comparados ao controle (tratamentos sem fauna), mas estes efeitos só foram significativos na fração mais profunda do sedimento. Além disso, a composição de espécies de bioturbadores teve efeitos significativos, embora distintos, nos padrões de redução da [CH4] no sedimento, dependendo da profundidade do sedimento e da espécie do bioturbador. CONCLUSÕES: Nós concluímos que tanto o número quanto a composição de espécies de bioturbadores são fatores importantes para determinar padrões espaciais da [CH4] no sedimento, mas a força destes efeitos depende de características funcionais das espécies que determinam a força das interações interespecíficas que ocorrem ao longo da dimensão espacial de nicho no sedimento.

AIM: Biodiversity of sediment bioturbators has been shown to be important for to the magnitude and stability of benthic-pelagic processes. However, no study to date has evaluated the importance of the biodiversity of benthic invertebrate bioturbators to the spatial patterns of sediment CH4 concentration ([CH4]). Here we conducted a laboratorial experiment to test the following predictions: (1) Bioturbator species richness will reduce the sediment [CH4]; (2) individual bioturbator species (i.e. species composition) will have different effects on sediment [CH4]; (3) and both the effects of bioturbator species richness and composition on sediment [CH4] will be dependent on sediment depth. METHODS: We manipulated the number and composition of three functional divergent benthic invertebrate bioturbators species that are widespread in South Atlantic coastal lagoons, in laboratorial sediment chambers containing the sediment and water of an urban impacted coastal lagoon RESULTS: Bioturbator species richness had no overall significant effect on sediment [CH4] when comparisons of sediment [CH4] were made among species richness levels. However, bioturbator species richness significantly reduced sediment [CH4] when species richness levels were compared to the control (defaunated treatments), but this effect was significant only at the deepest sediment layer. Furthermore, bioturbator species composition had significant, but distinct effects on the patterns of reduction in sediment [CH4], depending on the sediment depth and the bioturbator species. CONCLUSIONS: We conclude that both the number and composition of bioturbator species are important to determine the effects of benthic bioturbators on spatial patterns of sediment [CH4], but the strength of these effects depend on species traits that determine interspecific interactions strength across the sediment vertical niche space.

OBJETIVOS: Estudos sobre os padrões e mecanismos de coerência temporal de variáveis ecológicas entre lagos têm se tornado um tema importante na limnologia. Até o momento, nenhum estudo testou se e como a oferta de recursos e a configuração da teia trófica afetam os padrões e mecanismos da coerência temporal de variáveis limnológicas. Nós conduzimos um experimento de mesocosmos em campo durante 11 semanas para testar as seguintes hipóteses: (i) a adição de nutrientes reduz a coerência temporal de variáveis ecossistêmicas; (ii) a predação por peixes potencializa a coerência temporal de variáveis ecossistêmicas e (iii) a coerência temporal é mais forte para variáveis físicas (transparência da água), intermediária para variáveis químicas (concentração de oxigênio dissolvido [OD]) e fraca para variáveis biológicas (biomassa zooplanctônica total). MÉTODOS: Nós manipulamos a presença de peixe e a adição de nutrientes inorgânicos (N e P) em um desenho fatorial 2 × 2 em dezesseis mesocosmos instalados em uma lagoa costeira tropical. A coerência foi estimada por correlações de Pearson par-a-par das trajetórias temporais de cada variável resposta entre os mesocosmos de um mesmo tratamento. RESULTADOS: A presença de peixes aumentou significativamente apenas a coerência temporal da biomassa zooplanctônica, e, contrário às nossas expectativas, a adição de nutrientes aumentou a coerência temporal da [OD]. A intensidade dos efeitos da presença de peixe e da adição de nutrientes sobre a coerência temporal foi afetada pela identidade da variável monitorada, mas não em um padrão consistente. No entanto, a interação da presença de peixe e adição de nutrientes não afetaram a coerência temporal de nenhuma variável monitorada. CONCLUSÕES: Nossos resultados indicam que a predação de peixes e a disponibilidade de recursos podem afetar significativamente padrões de coerência temporal, mas tais efeitos dependerão mais de efeitos diretos do fator local sobre a variável do que da identidade da própria variável. Concluímos que a eutrofização e a sobrepesca podem interferir no acoplamento da dinâmica espaço-temporal de algumas variáveis limnológicas.

AIM: The study of the patterns and mechanisms of temporal coherence of ecological variables among lakes has become an important area of limnology. However, no study to date has experimentally tested whether and how resource subsidies and food web configuration affect the patterns and mechanisms of temporal coherence of limnological variables. We conducted a field mesocosm experiment to test the following hypotheses: (i) nutrient enrichment would reduce the temporal coherence of system variables; (ii) fish predation would enhance the temporal coherence of system variables; and (iii) the strength of temporal coherence decreases from physical (water transparency), to chemical (dissolved oxygen concentration [DO]) to biological variables (total zooplankton biomass). METHODS: For 11 weeks, we manipulated fish presence and nutrient (N and P) concentration in a 2 × 2 factorial design in sixteen within-lake enclosures installed in a tropical coastal lagoon. Coherence was estimated by pair-to-pair Pearson's moment correlations of the temporal trajectories of each response variable among enclosures of the same treatment. RESULTS: Fish presence only enhanced the temporal coherence of zooplankton biomass, whereas contrary to our expectations, nutrient addition enhanced the temporal coherence of [DO]. The strength of the individual effects of fish and nutrients on temporal coherence was affected by variable identity, but this variation did not occur in a consistent pattern across variables. However, the interactive effects of fish and nutrients on the temporal coherence of the three variables monitored were not statistically significant. CONCLUSIONS: Our results indicate that local factors, such as fish presence and nutrient availability, may affect the temporal coherence of several system variables, but these effects are better predicted by the strength of direct interactions between the local factor and the variable than by the identity of the variable itself. We conclude that eutrophication and overfishing may alter the coupling of spatial and temporal dynamics of some ecosystem variables.