Resposta das comunidades de peixes a intensa seca em riachos de savana brasileira

Os riachos são submetidos a intensas mudanças na sua estrutura física ao longo das estações. Secas intensas nos períodos de estiagem tem sido frequentes e potencialmente deletérias para as espécies aquáticas. Neste estudo, testamos se as alterações na estrutura do hábitat dos riachos no período da seca determinam a organização das comunidades de peixes. Foram estudados cinco riachos pertencentes à bacia do Alto rio Tocantins, amostrados no período seco e chuvoso. As espécies foram caracterizadas por meio de 13 atributos funcionais baseados em medidas morfológicas. Os descritores de estrutura funcional das comunidades foram: distância média entre pares de espécies da comunidade (MPD) e distância média da espécie funcionalmente mais similar na comunidade (MNTD). Também calculamos o tamanho do efeito padronizado para MPD e MNTD, uma medida de redundância funcional, por meio da comparação dos padrões observados de MPD e MNTD com aqueles obtidos em comunidades formadas aleatoriamente em ambas as estações. A diversidade funcional da estação chuvosa não diferiu do padrão esperado ao acaso para ambas as métricas. Apesar da diversidade funcional na estação seca não ter diferido do padrão esperado ao acaso quando a métrica SESMPD foi considerada, verificou-se uma maior redundância funcional nessa estação para a métrica SESMNTD. Esses resultados indicam que as alterações nos riachos na estação seca representam filtros ambientais que restringem a ocorrência de espécies funcionalmente complementares. Nesse sentido, um cenário prospectivo de intensificação do período de seca poderia resultar em comunidades funcionalmente redundantes, com homogeneização funcional do pool regional de espécies.The physical structures of streams are subjected to intense changes throughout the seasons. Intense drought in dry periods has been frequent and potentially harmful to aquatic species. In this study, we tested whether the changes in the habitat structure of the streams during the dry period determine the organization of fish communities. Five streams in the Upper Tocantins River were studied in the dry and rainy seasons. The species were characterized by 13 functional traits based on morphological measurements. The descriptors of functional diversity were: mean pairwise functional distance of species in the community (MPD) and mean functionally nearest species distance (MNTD). We also calculated the standardized effect size for MPD and MNTD, an indicator of functional redundancy, and compared the observed patterns with those expected by chance. Streams differed between seasons with respect to environmental variables. Functional diversity in the rainy season did not differ from the pattern expected by chance for both metrics. While functional diversity in the dry season has not differed from the pattern expected by chance for SESMPD, a greater functional redundancy for SESMNTD was found in this season. These results indicate that environmental changes in the streams during the dry season are important constraints for fish occurrence, preventing the occurrence of functionally original species. Therefore, a prospective scenario of dry-period intensification could result in functionally redundant communities, with functional homogenization of the regional species pool

Avaliação da fragmentação da cobertura vegetal na microrregião de Anápolis/Goiás nos anos de 1985 a 2010

O Bioma Cerrado vem sofrendo nos últimos anos uma intensa pressão antrópica que inclui o uso intenso do solo para a agricultura e pecuária, além do contínuo desmatamento. A microrregião de Anápolis incluída dentro desse bioma tem apresentado um intenso processo de ocupação do solo acompanhado a um forte desenvolvimento econômico e ocupação demográfica nos últimos anos. Diante deste contexto ambiental, o objetivo desse trabalho foi analisar as áreas de remanescentes da microrregião de Anápolis e as mudanças no uso do solo no ano de 1985 e 2010. Foram utilizadas imagens do Satélite Landsat 5 TM obtidas no INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais). O mapeamento da cobertura vegetal da microrregião foi realizado no software ENVI através de classificação supervisionada, na qual foram identificadas classes de uso do solo como: Mata mesófila/Galeria, Atividade agropecuária, Solo exposto, Queimada, Água, Campo sujo, Cerrado ralo, Regeneração e Cidade. De acordo com os resultados houve uma intensa mudança no uso do solo, apresentando maior cobertura de vegetação natural em 1985 (27,49%) do que em 2010 (18,24%). A atividade agropecuária apresentou um aumento da distribuição na microrregião em 2010 (48,08%).Palavras–chave: Uso do solo. Vegetação natural. Atividade agropecuária

MISTURAÇÃO: UMA ATIVIDADE INVESTIGATIVA SOBRE MISTURAS DE SUBSTÂNCIAS NO ENSINO FUNDAMENTAL

The study is an analysis of a sequence of investigative teaching (SEI) on substance mixtures with students from the 9th grade of Elementary School. The use of SEI strategies, carried out in the Science discipline, were important for the association of the concepts worked in the classroom. With SEI, it was possible to highlight the empirical knowledge that was internalized by the students about the types of mixtures of homogeneous and heterogeneous substances and to give a better direction to the activities developed to help them in the resignification of knowledge. The formative assessment was present throughout this study as a way to make the student reflect on their learning. Despite the limitations imposed by the pandemic, the study provided the active participation of students who developed scientific skills and arguments. The vast majority of those involved were able to reframe their previous knowledge about mixtures of substances by being encouraged and motivated to create hypotheses capable of responding to the problems present in each stage of the experimentation, confronting them with the observed evidence. After carrying out the experimental part, most students were able to correctly describe the process of mixing substances, when compared to the answers given initially, showing that the SEI satisfactorily achieved the proposed objectives.O estudo é uma análise de uma sequência de ensino investigativo (SEI) sobre misturas de substâncias com alunos do 9º ano do Ensino Fundamental. O uso de estratégias da SEI, realizada na disciplina de Ciências, foram importantes para a associação dos conceitos trabalhados em sala. Com a SEI foi possível evidenciar os conhecimentos empíricos que foram internalizados pelos estudantes acerca dos tipos de misturas de substâncias homogêneas e heterogêneas e dar um melhor direcionamento às atividades desenvolvidas para auxiliá-los na ressignificação do conhecimento. A avaliação formativa esteve presente durante toda a realização deste estudo como forma de fazer com que o estudante pudesse refletir sobre suas aprendizagens. Apesar das limitações impostas pela pandemia, o estudo proporcionou a participação ativa dos estudantes que desenvolveram habilidades e argumentos científicos. A grande maioria dos envolvidos foi capaz de ressignificar o seu conhecimento prévio sobre misturas de substâncias ao ser incentivado e motivado a criar hipóteses capazes de responder aos problemas presentes em cada etapa da experimentação confrontando-as com as evidências observadas.  Após a realização da parte experimental, a maioria dos estudantes foi capaz de descrever corretamente o processo de misturas de substâncias, quando comparada as respostas dadas inicialmente, mostrando que a SEI atingiu satisfatoriamente os objetivos propostos

"Comendo no mesmo prato": sobreposição de nicho trófico de duas espécies de peixes em riachos da bacia do alto rio Tocantins

Espécies próximas filogeneticamente usam recursos similares e podem ser potenciais competidores. Porém, para minimizar a competição interespecí­fica, as espécies podem apresentar estratégias de divisão de recursos no espaço (entre habitats diferentes), no tipo de alimento consumido e no tempo (diferenças no perí­odo de atividade). Essas diferenças podem ser determinantes para a coexistência das espécies. Neste trabalho descrevemos a dieta e investigamos a sobreposição de nicho trófico entre duas espécies de peixes de riachos em dois perí­odos hidrológicos da bacia do alto rio Tocantins. Descrevemos a dieta das espécies a partir da análise do conteúdo estomacal e a preferência alimentar foi determinada pelo Índice de Importância Alimentar (IAi) para as duas espécies. Knodus aff. chapadae e Hyphessobrycon heterorhabdus preferem consumir invertebrados terrestres e aquáticos durante os dois perí­odos hidrológicos, embora consumam outros tipos de alimentos de origem vegetal ou animal. As duas espécies possuem uma alta sobreposição de nicho trófico, logo são potenciais competidoras por alimentos. Esses resultados indicam que a coexistência entre esses pequenos carací­deos é mediada por divergência em outras dimensões do nicho e não por diferenças na dieta. Como essas duas espécies possuem uma morfologia semelhante e são filogeneticamente próximas, acredita-se que haja entre elas certa segregação espaço-temporal, permitindo sua coexistência. Ao longo do tempo a coexistência entre essas duas espécies pode ser mantida por divergência na utilização de recursos ou pode haver a extinção local de uma das espécies por exclusão competitiva

Os efeitos da heterogeneidade ambiental no fluxo de energia em riachos do cerrado

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2021.A vegetação ripária fornece importantes serviços ecossistêmicos para ambientes aquáticos através da sua importância para a heterogeneidade de habitat e para o fornecimento de carbono e nutrientes para as cadeias alimentares de riachos. No entanto, ainda faltam informações sobre como a vegetação ripária influencia a capacidade de retenção dos riachos considerando as diferentes características dos detritos foliares e das condições hidrológicas dos riachos do cerrado. Além disso, há poucos estudos considerando como as características da bacia hidrográfica, do uso do solo e da heterogeneidade de habitat local influenciam a origem e o suplemento de nitrogênio e carbono nas cadeias alimentares de riachos. Desse modo, conduzimos três estudos em riachos de sistemas tropicais, com o objetivo de entender os padrões e mecanismos das características do habitat local e da bacia hidrográfica nos processos ecossistêmicos de riachos e nas interações tróficas de comunidades aquáticas. Foram avaliados os processos ecossistêmicos nos riachos através da retenção e da decomposição de detritos, e a estrutura trófica da biota aquática e seus recursos alimentares (macroinvertebrados, peixes e recursos basais) através de análises do conteúdo estomacal e de isótopos estáveis de carbono (C) e nitrogênio (N). Em um experimento de campo, observamos conexões estreitas entre a heterogeneidade do habitat, a retenção e decomposição de detritos foliares. Riachos com maior heterogeneidade de habitat potencializa a capacidade de retenção de detritos foliares, especialmente folhas maiores, enquanto que o fluxo da água aumenta a decomposição de detritos foliares, especialmente em folhas macias (Capítulo I). Riachos com menor velocidade da água e menor temperatura (escala local) foram responsáveis por maiores valores de δ13C da teia trófica, ao passo que riachos mais distantes da nascente e com altas cargas de nitrato nos riachos (escala regional) aumentaram os valores de δ15N. Além disso, os resultados isotópicos mostraram que maior parte dos organismos nos riachos são sustentados pela energia autóctone, em vez de alóctones (Capítulo II). Riachos localizados em áreas com mudanças intensas no uso da terra (bacias ocupadas por pastagem e agricultura) apresentaram redução de espécies de predadores (peixes), redes tróficas com menos links envolvidos e menos modulares. Essas mudanças gerais na estrutura das redes tróficas de peixes indicam uma redução de espécies especialistas e aumento da abundância de espécies generalistas (Capítulo III). Nossos resultados sugerem que mudanças locais nas condições hidráulicas, como eventos de seca extrema ou por impactos antrópicos, e mudanças na composição da vegetação que influenciam na qualidade dos detritos foliares, tem o potencial de alterar os fluxos de detritos em riachos, e os ciclos de carbono e nutrientes na interface riacho-floresta. Por último, demonstramos que a organização hierárquica de vários fatores ambientais e escalas espaciais, bem como dos potenciais efeitos da perturbação antrópica sobre o funcionamento desse ecossistema, afetam as teias tróficas dos riachos, por meio das alterações na disponibilidade de recursos alimentares. Assim, restaurar a integridade das paisagens, poderia melhorar o funcionamento dos sistemas aquáticos e de sua biodiversidade.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).Riparian vegetation provides important ecosystem services to aquatic environments through its importance for habitat heterogeneity and the supply of carbon and nutrients to stream food chains. However, information is still lacking on how riparian vegetation influences the retention capacity of streams considering the different characteristics of leaf debris and the hydrological conditions of streams in the cerrado. Furthermore, there are few studies considering how watershed characteristics, land use and local habitat heterogeneity influence the origin and supply of nitrogen and carbon in stream food chains. Thus, we conducted three studies in streams of tropical systems, aiming to understand the patterns and mechanisms of local habitat and watershed characteristics in the ecosystem processes of streams and in the trophic interactions of aquatic communities. Ecosystem processes in streams were evaluated through debris retention and decomposition, and the trophic structure of aquatic biota and its food resources (macroinvertebrates, fish and basal resources) through analysis of stomach contents and stable carbon isotopes (C) and nitrogen (N). In a field experiment, we observed close connections between habitat heterogeneity, retention and decomposition of leaf debris. Streams with greater habitat heterogeneity enhance the retention capacity of leaf debris, especially larger leaves, while water flow increases the decomposition of leaf debris, especially in soft leaves (Chapter I). Streams with lower water velocity and lower temperature (local scale) were responsible for higher values of δ13C of the food web, while streams more distant from the source and with high nitrate loads in the streams (regional scale) increased the values of δ15N. Furthermore, isotopic results showed that most organisms in streams are sustained by autochthonous energy rather than allochthonous (Chapter II). Streams located in areas with intense changes in land use (basins occupied by pasture and agriculture) showed a reduction in predator species (fish), trophic networks with fewer links involved and less modular. These general changes in the structure of trophic fish nets indicate a reduction in specialist species and an increase in the abundance of generalist species (Chapter III). Our results suggest that local changes in hydraulic conditions, such as extreme drought events or anthropogenic impacts, and changes in vegetation composition that influence leaf debris quality, have the potential to alter debris flows in streams, and cycles of debris. carbon and nutrients at the stream-forest interface. Finally, we demonstrate that the hierarchical organization of various environmental factors and spatial scales, as well as the potential effects of human disturbance on the functioning of this ecosystem, affect the trophic webs of streams, through changes in the availability of food resources. Thus, restoring the integrity of landscapes could improve the functioning of aquatic systems and their biodiversity

Response of fish communities to intense drought in Brazilian savanna streams

The physical structures of streams are subjected to intense changes throughout the seasons. Intense drought in dry periods has been frequent and potentially harmful to aquatic species. In this study, we tested whether the changes in the habitat structure of the streams during the dry period determine the organization of fish communities. Five streams in the Upper Tocantins River were studied in the dry and rainy seasons. The species were characterized by 13 functional traits based on morphological measurements. The descriptors of functional diversity were: mean pairwise functional distance of species in the community (MPD) and mean functionally nearest species distance (MNTD). We also calculated the standardized effect size for MPD and MNTD, an indicator of functional redundancy, and compared the observed patterns with those expected by chance. Streams differed between seasons with respect to environmental variables. Functional diversity in the rainy season did not differ from the pattern expected by chance for both metrics. While functional diversity in the dry season has not differed from the pattern expected by chance for SESMPD, a greater functional redundancy for SESMNTD was found in this season. These results indicate that environmental changes in the streams during the dry season are important constraints for fish occurrence, preventing the occurrence of functionally original species. Therefore, a prospective scenario of dry-period intensification could result in functionally redundant communities, with functional homogenization of the regional species pool

"Comendo no mesmo prato": sobreposição de nicho trófico de duas espécies de peixes em riachos da bacia do alto rio Tocantins

Espécies próximas filogeneticamente usam recursos similares e podem ser potenciais competidores. Porém, para minimizar a competição interespecí­fica, as espécies podem apresentar estratégias de divisão de recursos no espaço (entre habitats diferentes), no tipo de alimento consumido e no tempo (diferenças no perí­odo de atividade). Essas diferenças podem ser determinantes para a coexistência das espécies. Neste trabalho descrevemos a dieta e investigamos a sobreposição de nicho trófico entre duas espécies de peixes de riachos em dois perí­odos hidrológicos da bacia do alto rio Tocantins. Descrevemos a dieta das espécies a partir da análise do conteúdo estomacal e a preferência alimentar foi determinada pelo Índice de Importância Alimentar (IAi) para as duas espécies. Knodus aff. chapadae e Hyphessobrycon heterorhabdus preferem consumir invertebrados terrestres e aquáticos durante os dois perí­odos hidrológicos, embora consumam outros tipos de alimentos de origem vegetal ou animal. As duas espécies possuem uma alta sobreposição de nicho trófico, logo são potenciais competidoras por alimentos. Esses resultados indicam que a coexistência entre esses pequenos carací­deos é mediada por divergência em outras dimensões do nicho e não por diferenças na dieta. Como essas duas espécies possuem uma morfologia semelhante e são filogeneticamente próximas, acredita-se que haja entre elas certa segregação espaço-temporal, permitindo sua coexistência. Ao longo do tempo a coexistência entre essas duas espécies pode ser mantida por divergência na utilização de recursos ou pode haver a extinção local de uma das espécies por exclusão competitiva

Environmental constraints structuring fish assemblages in riffles: evidences from a tropical stream

ABSTRACT Riffles are unique habitats regarding to assemblage structure. However, understanding how these assemblages respond to environmental variations in small spatial extents, as within a stream, is a challenge. We assess whether the quantitative structure and the trophic composition of fish assemblages vary predictably among stream riffles. We predict that the variation of environmental conditions will explain species abundance and trophic composition, with the latter presenting higher predictive power, since species would be filtered according to their traits (e.g. diet). Moreover, we expect that the low among-riffle dispersal limitation within a stream and the strong habitat filtering would result in lower importance of spatial variables in the structure of riffle fish assemblages. We tested these predictions by studying 18 riffles of a stream in the Central Brazil. Environmental variables, but not spatial ones, were the most important in explaining the variation in assemblages structure. Environmental variables explained a greater portion of the trophic structure variation (R2=0.62) than of abundance (R2=0.37), indicating that the variation on the trophic traits at community level are more predictable. These results also indicate that these assemblages are subject to environmental control, highlighting the importance of riffle characteristics in driving ecological processes within streams