Resumo As atividades de mineração têm impactado significativamente a ictiofauna de água doce Neotropical, a mais diversa do mundo. Porém, nenhum estudo sistematizou o conhecimento sobre o assunto. Nesta revisão, reunimos informações sobre os principais impactos da mineração de petróleo, ouro, ferro, cobre, e bauxita sobre os ecossistemas aquáticos, com ênfase nos peixes de água doce Neotropicais. As informações obtidas mostram que as atividades de mineração geram diferentes distúrbios, principalmente por meio de petróleo bruto, metais e outros poluentes, erosão e assoreamento, desmatamento e construção de estradas. A mineração resultou em perda direta e indireta de diversidade de peixes de vários corpos d’água Neotropicais. Os impactos negativos sobre a ictiofauna podem alterar a estrutura das comunidades, comprometer cadeias alimentares inteiras, bem como degradar os serviços ecossistêmicos fornecidos pelos peixes de água doce. Particularmente importante é que as atividades de mineração (legais e ilegais) são generalizadas na região Neotropical, e frequentemente estão localizadas dentro ou perto de áreas protegidas. Ações de prevenção e mitigação de impactos, como planos de fiscalização, monitoramento, manejo e restauração, têm sido precárias ou ausentes. Além disso, há forte pressão política para expandir a mineração; se – ou quando – isso acontecer, aumentará o potencial da atividade em diminuir ainda mais a diversidade de peixes de água doce Neotropicais.

Abstract Mining activities have significantly affected the Neotropical freshwater ichthyofauna, the most diverse in the world. However, no study has systematized knowledge on the subject. In this review, we assembled information on the main impacts of mining of crude oil, gold, iron, copper, and bauxite on aquatic ecosystems, emphasizing Neotropical freshwater fishes. The information obtained shows that mining activities generate several different disturbances, mainly via input of crude oil, metals and other pollutants, erosion and siltation, deforestation, and road construction. Mining has resulted in direct and indirect losses of fish diversity in several Neotropical waterbodies. The negative impacts on the ichthyofauna may change the structure of communities, compromise entire food chains, and erode ecosystem services provided by freshwater fishes. Particularly noteworthy is that mining activities (legal and illegal) are widespread in the Neotropics, and often located within or near protected areas. Actions to prevent and mitigate impacts, such as inspection, monitoring, management, and restoration plans, have been cursory or absent. In addition, there is strong political pressure to expand mining; if – or when – this happens, it will increase the potential of the activity to further diminish the diversity of Neotropical freshwater fishes.

Resumo Foram investigadas as interações predador-presa, envolvendo inseto aquático e presas zooplanctônicas de diferentes tamanhos para quantificar a mortalidade das presas expostas a predadores. Experimentos de laboratório foram realizados com jovens e adultos do gerrídeo Rheumatobates crassifemur para testar a predação e a seletividade por tamanho das espécies de cladóceros Daphnia gessneri, Ceriodaphnia richardi e Bosmina tubicen. Flutuações populacionais e a distribuição espacial do gerrídeo também foram avaliadas em um lago brasileiro pequeno e raso durante 12 meses em amostras quinzenais. Os insetos foram mais abundantes no litoral (densidade média 7,0 ± 1,2 ind.m–2) em comparação com a zona limnética. Maiores densidades ocorreram de fim de janeiro a junho, em ambas as zonas. A predação dos jovens foi significativa sobre Daphnia e Ceriodaphnia (taxa de ingestão média 1,3 ± 0,1 D. gessneri and 0,7 ± 0,1 C. richardi por predador por hora). Adultos predaram somente a presa maior (taxa de ingestão média 1,0 ± 0,1 D. gessneri por predador por hora). Gerrídeos jovens têm um maior potencial para predar cladóceros que os adultos, e seletividade por tamanho ocorreu para ambos. A preferência dos adultos somente pela presa maior provavelmente está relacionada à dificuldade em manipular pequenas presas planctônicas como Ceriodaphnia. Devido às maiores densidades de insetos no litoral, é esperada maior predação sobre o zooplâncton nesta zona. Este estudo contribui para uma melhor compreensão sobre interações tróficas em lagos tropicais rasos e é o primeiro a investigar a predação de um gerrídeo sobre cladóceros em experimentos de laboratório.

Abstract Predator-prey interactions involving an aquatic insect and zooplanktonic prey of different sizes were investigated to quantify prey mortality exposed to predators. Laboratory experiments were undertaken with the young and adult gerrid Rheumatobates crassifemur to test predation and size selectivity on the cladocerans Daphnia gessneri, Ceriodaphnia richardi, and Bosmina tubicen. Population fluctuations and spatial distribution of the gerrid were also evaluated in a small and shallow Brazilian lake throughout 12 months in fortnightly samples. The insects were more abundant in the littoral (mean density 7.0 ± 1.2 ind.m–2) compared to the limnetic zone. The period with the highest densities was late January to June, in both zones. Predation by young instars on Daphnia and Ceriodaphnia was significant (mean ingestion rate of 1.3 ± 0.1 D. gessneri and 0.7 ± 0.1 C. richardi per predator per hour). Adult insect fed only the large-sized prey (mean ingestion rate of 1.0 ± 0.1 D. gessneri per predator per hour). Young gerrids have greater potential to prey on cladocerans than adults, and size selectivity occurred for both predators. Preference of adults by the larger prey is probably related to difficulties in manipulating smaller planktonic prey, such as Ceriodaphnia. Due to higher densities of insects in the littoral, higher predation on zooplankton in this zone is expected. This study does contribute to a better understanding of trophic interactions in tropical shallow lakes and is the first to investigate predation of a gerrid on cladocerans in laboratory experiments.

Resumo Notonectídeos são amplamente distribuídos em águas continentais e podem predar zooplâncton em lagos temperados. Porém, seu papel na estruturação de comunidades zooplanctônicas é desconhecido em lagos tropicais. Então, nosso objetivo foi estudar o notonectídeo Martarega uruguayensis em um lago tropical raso brasileiro para avaliar seu potencial como predador do zooplâncton. Sua distribuição horizontal foi analisada no lago durante um ano em coletas quinzenais. Os notonectídeos foram mais abundantes (densidade média 162,9 ± 25,8 ind.m–2) na estação fria-seca, com nítida preferência pela zona litorânea (densidade média 139,9 ± 17,5 ind.m–2). Foram feitos experimentos de laboratório com jovens e adultos de notonectídeo e as duas espécies de cladóceros mais abundantes, Daphnia gessneri and Ceriodaphnia richardi, como presas. No laboratório, somente os jovens predaram os microcrustáceos (taxa média de ingestão 1,2 ± 0,2 Daphnia e 1,0 ± 0,2 Ceriodaphnia por predador por hora), sem haver seletividade. Os insetos adultos provavelmente têm dificuldade em detectar e manipular pequenos organismos planctônicos. Por outro lado, os estádios jovens podem influenciar a comunidade zooplanctônica, especialmente na zona litorânea do lago. Esse estudo contribui para uma melhor compreensão sobre interações tróficas em lagos tropicais rasos e é o primeiro a investigar a predação de um notonectídeo sobre microcrustáceos do Lago Monte Alegre.

Abstract Notonectids are widely distributed in freshwaters and can prey on zooplankton in temperate lakes. However, its role in structuring the zooplankton community is unknown in tropical lakes. Thus, our objective was to study the notonectid Martarega uruguayensis in a Brazilian tropical shallow lake to evaluate its potential as a zooplankton predator. Its horizontal distribution was analized in the lake throughout one year in fortnightly samplings. Backswimmers were more abundant (mean density 162.9 ± 25.8 ind.m–2) in the cool-dry season, with a strong preference by the littoral zone (mean density 139.9 ± 17.5 ind.m–2). Laboratory experiments were undertaken with young and adult notonectid and the two most abundant cladocerans, Daphnia gessneri and Ceriodaphnia richardi, as prey. Predation by backswimmers in the laboratory showed that only juveniles fed on microcrustaceans (mean ingestion rate of 1.2 ± 0.2 Daphnia and 1.0 ± 0.2 Ceriodaphnia per predator per hour), without size selectivity. Adult insects probably have difficulties in detecting and manipulating small planktonic organisms. On the other hand, young instars might influence zooplankton community, especially in the littoral zone of the lake. This study does contribute to a better understanding of trophic interactions in tropical shallow lakes and is the first to investigate the predation of a notonectid on microcrustaceans from Lake Monte Alegre.

RESUMO A implantação de barragens tem perturbado e fragmentado os ecossistemas fluviais da América do Sul, afetando a migração dos peixes e dinâmicas de dispersão. Sistemas de transposição de peixes (STPs) têm sido instalados na tentativa de atenuar esses impactos. No entanto, pouco se sabe sobre a distribuição geográfica desses dispositivos, bem como o esforço de pesquisa aplicado para entender seu funcionamento e limitações. Nosso trabalho reuniu a literatura disponível com a finalidade de fornecer um panorama sobre os mecanismos investigados na América do Sul, bem como revelar o esforço e perfil das pesquisas. Encontramos 80 estudos que investigaram 25 STPs, a maioria escadas instaladas nos trechos superiores de grandes rios, particularmente na bacia do rio Paraná. Um resultado interessante é que a maior parte dos STPs está desconectada de trechos a montante e jusante devido à presença de outras barragens sem STPs. Embora o número de estudos tenha aumentado na última década, não registramos tendência consistente de incremento ao longo dos anos. No geral, os estudos abordam aspectos do próprio STP, especificamente a passagem ascendente, ignorando temas mais abrangentes (i.e. distribuição de habitats, dinâmica populacional). Além disso, o foco da pesquisa se direciona especialmente às questões de eficiência da passagem e raramente ao contexto da conservação e sucesso do manejo. Nossa avaliação, portanto, indicou que os estudos pretéritos são tecnicamente limitados, revelando importantes lacunas sobre o conhecimento dos STPs como medida de manejo.

ABSTRACT River regulation has fragmented fluvial ecosystems in South America, affecting fish migration and dispersion dynamics. In response, authorities have installed fish passage facilities (FPF) to mitigate impacts. However, little is known about the geographical distribution of these facilities, and no synthesis of the research effort applied to understanding their functioning and limitations exists. To address this issue, our study gathered the available scientific literature about fishways in South America to provide an overview of studied FPF and associated research effort. We found 80 studies that investigated 25 FPF, mostly ladders installed in the upper reaches of large rivers, particularly in the Paraná River Basin. One important finding is that most facilities do not lead to upstream and/or downstream sites due to the presence of other dams with no FPF. Though the number of studies has increased over the past 10 years, there is no consistent trend towards increased research effort. Overall, studies have focused on the fishway itself (i.e. upstream passage), and rarely evaluated broader issues (i.e. habitat distribution, population dynamics, conservation and management success). Our research therefore identified technical limitations of past studies, and revealed important gaps in the knowledge of FPF as a management tool.

O séston do lago Monte Alegre, um lago tropical pequeno e raso, foi testado em relação à quantidade e qualidade para os cladóceros por meio de experimentos de crescimento realizados na primavera (Daphnia gessneri e Moina micrura), no verão (D. gessneri, M. micrura, Ceriodaphnia cornuta e Simocephalus mixtus) e no inverno (D. gessneri e D. ambigua). Coortes de recém-nascidos oriundos de fêmeas ovígeras coletadas no lago ou de culturas de laboratório foram submetidas à temperatura de 23ºC aos seguintes tratamentos: (1) as clorofíceas Ankistrodesmus falcatus e/ou Scenedesmus spinosus, (2) séston do lago e (3) séston + clorofíceas. Foram avaliados a taxa de crescimento, o tamanho da ninhada e a fecundidade. O séston sozinho não foi o melhor alimento para promover o crescimento dos cladóceros. Houve diferenças sazonais quanto à quantidade e à qualidade do alimento, sendo o séston da primavera e o do verão melhores para promover o crescimento que o do inverno. A adição de clorofíceas ao séston aumentou o tamanho da ninhada e a fecundidade para a maioria das espécies no verão e no inverno, mas não na primavera. A limitação de energia parece ser o fator mais importante para o crescimento de cladóceros no verão e, especialmente, no inverno.

The seston of the small, shallow, and tropical lake Monte Alegre was tested for quantity and quality for cladocerans by growth bioassays, which were carried out in spring (Daphnia gessneri and Moina micrura), summer (D. gessneri, M. micrura, Ceriodaphnia cornuta, and Simocephalus mixtus), and winter (D. gessneri and D. ambigua). Cohorts of newborns originating from ovigerous females collected in the lake or from laboratory cultures were submitted, at a room temperature of 23ºC to the following treatments: (1) the chlorophytes Ankistrodesmus falcatus and/or Scenedesmus spinosus; (2) lake seston; and (3) lake seston + chlorophytes. Growth rate, clutch size, and fecundity were evaluated. Seston alone was not the best food for promoting cladoceran growth. There were seasonal differences in food quantity and quality with spring and summer seston being better for growth than that of the winter. Adding chlorophytes to the seston increased clutch size and fecundity for most species in summer and winter, but not in spring. Energy limitation seems to be the most important factor influencing cladoceran growth in summer and especially in winter.

A comparação entre dois estudos sobre migração vertical diária de duas espécies de copépodos ciclopóides no Lago Monte Alegre, realizados entre 1985/86 e 1999, revelou mudança em seu comportamento migratório. No verão, durante período de marcada estratificação, com pouco oxigênio dissolvido próximo ao fundo, as camadas mais profundas foram evitadas pelos organismos e a migração foi noturna ou não ocorreu. Em outras ocasiões, com circulação parcial ou total do lago, uma fraca migração crepuscular de copepoditos e adultos, em 1985, foi substituída por reversa em 1999. Foram encontradas diferenças entre os estágios, sendo que os náuplios não migraram ou migraram fracamente. A mudança do padrão migratório de copepoditos e adultos poderia estar relacionada a recente aumento da predação de copépodos por larvas de Chaoborus, depois do desaparecimento virtual do cladócero, sua presa principal.

A comparison between two studies on diel vertical migration of two cyclopoid copepod species, in Lake Monte Alegre, undertaken in 1985/86 and 1999, revealed a change in their migratory behavior. In summer, during a period of marked stratification with low dissolved oxygen near the bottom, the organisms avoided the deepest layers, and migration was nocturnal or undetectable, in both periods. On other occasions, with partial or total circulation in the lake, a weak twilight migration of copepodites and adults in 1985 was replaced by the reverse in 1999. Differences were found among stages, with the weakest or undetectable migration being observed for nauplii. The migratory pattern change for copepodites and adults might be related with a recent predation pressure increase by Chaoborus larvae on copepods, after the virtual disappearance of their main cladoceran prey.

A predação do zooplâncton por ácaros aquáticos (Krendowskia sp.) do Lago Monte Alegre (Estado de São Paulo, Brasil) foi testada em experimentos de laboratório. Um cladócero, Daphnia gessneri, dois copépodos, Tropocyclops prasinus e Thermocyclops decipiens e larvas III e IV de Chaoborus foram oferecidos como presas a ácaros adultos. O cladócero Ceriodaphnia cornuta foi usado em experimentos com ninfas de ácaros. Apenas D. gessneri foi predada pelos ácaros, a uma taxa média de 7 ind./ácaro/dia, a 23-24ºC. Embora Chaoborus não tenha sido comido pelo predador no experimento, nas observações diretas, grupos de ácaros foram vistos agarrados a larvas III e IV. Ao agarrarem os caoborídeos, os ácaros paravam de nadar e afundavam com a presa. Ainda nas observações diretas, os ácaros foram vistos agarrados ao dorso de Daphnia adultas e, nesta ocasião, continuavam nadando com a presa. Foi observado aumento na atividade predatória duas horas após o pôr-do-sol.

Water mite (Krendowskia sp.) predation on zooplanktonic species from Lake Monte Alegre (São Paulo State, Brazil) was tested in laboratory experiments. One cladoceran, Daphnia gessneri, two copepods, Tropocyclops prasinus and Thermocyclops decipiens, and Chaoborus larvae III and IV were supplied as prey to adult mites. The cladoceran Ceriodaphnia cornuta was used in the experiment with mite nymphs. Only D.gessneri was preyed on by mites, at an average rate of 7 ind./mite/day, at 23-24ºC. Although Chaoborus was not eaten by the predator in the experiment, in direct observations older larvae were seen to be seized by several mites, both predators and prey sinking to the bottom of the vessel. Adult Daphnia was grabbed by its dorsal side, swimming together with the mite. There was an increase in predatory activity two hours after sunset.

Para avaliar a relação trófica entre as fases jovens de peixes e o zooplâncton no Lago Monte Alegre, a distribuição e os hábitos alimentares dos peixes foram estudados em áreas com e sem macrófitas. Nas macrófitas, foram capturados com peneira 356 exemplares de 8 espécies, na maioria jovens. Outros 35 exemplares de 4 espécies foram capturados em áreas sem macrófitas, com redes de espera e arrasto. A dieta dos peixes foi composta de insetos aquáticos, microcrustáceos, rotíferos, detritos e outros invertebrados aquáticos. Os microcrustáceos predados foram principalmente formas litorâneas ou bentônicas, consumidos em maior proporção pelos espécimens de 7-20 mm CP. A maioria das espécies apresenta cuidado parental, o que explica a ausência de larvas planctônicas. As fases jovens de peixes não representam uma força de predação sobre o zooplâncton.

For evaluating the trophic relationship between early life stages of fish and zooplankton in Lake Monte Alegre, fish distribution and feeding habits have been studied in areas with and without macrophytes. In the first of these areas, 356 specimens belonging to 8 species, mostly juveniles, were caught by a sieve. Another 35 specimens, belonging to 4 species, were caught by gill nets and seine in areas lacking macrophytes. Their diets were composed of aquatic insects, microcrustaceans, rotifers, detritus, and other aquatic invertebrates. Microcrustacean prey were mainly littoral or benthic dwellers, found in the highest proportion in specimens of 7-20 mm SL. Most fish species have parental care, which could explain the absence of planktonic larvae. Early life stages of fish do not exert a predation pressure on the lake zooplankton.

A dieta dos quatro estádios larvais de uma espécie de Chaoboridae do Lago Monte Alegre foi avaliada por meio de análise do conteúdo do papo de exemplares coletados no lago, à noite. Peridinium e zooflagelados constituíram os principais itens da dieta dos estádios I e II, enquanto, os microcrustáceos foram mais importantes para os estádios III e IV, principalmente o cladócero Bosmina. Quando da diminuição das presas preferenciais no decorrer do ano, houve maior diversificação da dieta, aumentando o consumo de Peridinium pelos estádios III e IV. Verificou-se que há relação entre o diâmetro da boca das larvas e os valores máximos de largura, altura ou diâmetro dos organismos ingeridos.

The diet of the four larval instars of a Chaoboridae species of Lake Monte Alegre, was evaluated through the analysis of the crop content of individuals caught at night in the lake. Peridinium and zooflagellates were the major components of the diet of instars I and II, whereas microcrustaceans, especially the cladoceran Bosmina, were most important for late instars. When the preferential prey decreased, in the course of the year, the diet was more diversified, increasing the ingestion of Peridinium by instars III and IV. There is a relationship between the mouth diameter of the larvae and the maximum width, height, or diameter of the ingested organisms.