DNA Barcode methods reveal diversity of Astroblepus species in the Porce River drainage, Colombia

RESUMEN: El género Astroblepus es endémico de la región Andina y está representado por aproximadamente 81 especies válidas que habitan ríos de alta montaña desde Panamá hasta Bolivia. Para Colombia, se han registrado 32 especies, de las cuales 23 fueron registradas en monitoreos recientes en la cuenca del río Porce, indicando que cerca del 71% de la diversidad de especies se encuentra en esta área. Morfológicamente, las especies de Astroblepus son muy similares y los caracteres empleados tradicionalmente para su determinación son poco resolutivos, lo que dificulta su identificación taxonómica. Con el objetivo de determinar la diversidad de Astroblepus en la cuenca del río Porce, se analizaron 129 individuos empleando herramientas de identificación genética mediante la secuenciación del gen Citrocromo Oxidasa sub-unidad I (COI) de 580pb y un análisis morfométrico basado en proporciones corporales, usando 12 hitos morfológicos. Los análisis genéticos y el método de delimitación de especies “General mixed Yule-coalescent”, indicaron la presencia de 12 entidades taxonómicas, las cuales fueron soportadas por sus distancias genéticas y por 13 medidas corporales basadas en proporciones. Los resultados indican que la diversidad de especies en el área ha sido sobreestimada, por lo que es necesario integrar diferentes metodologías para una correcta delimitación de especies.ABSTRACT: The genus Astroblepus, is endemic to the Andean region and is represented by 81 valid species inhabiting high mountain rivers from Panama to Bolivia. In Colombia, about 32 species of this genus have been reported, of which 23 were recorded in the Porce River drainage, which indicates that about 71% of species diversity can be found in this area. Morphologically the species of Astroblepus are very similar and the characters traditionally used for their determination are not very diagnostic, which limits their identification at species level. In order to determine the diversity of Astroblepus in the Porce River drainage, 129 individuals were analyzed using genetic identification tools through the sequencing of the 580bp Cytochrome Oxidase subunit I (COI) gene and an analysis based on morphometry. The genetic analyses and the method of delimitation of species “General mixed Yule-coalescent”, indicated the presence of 12 taxonomic entities, which were supported by genetic distances and by 13 body measurements based on corporal proportions. The results indicate that the diversity of species has been overestimated in this river and highlight the importance to integrate different methodologies in the delimitation species studies

Regionally nested patterns of fish assemblages in floodplain lakes of the Magdalena river (Colombia)

We investigated if fish assemblages in neotropical floodplain lakes (cienagas) exhibit nestedness, and thus offer support to the managers of natural resources of the area for their decision making. The location was floodplain lakes of the middle section of the Magdalena river, Colombia. We applied the nested subset analysis for the series of 30 cienagas (27 connected to the main river and three isolated). All fish were identified taxonomically in the field and the matrix for presence–absence in all the lakes was used for the study of the pattern of nestedness. The most diverse order was Characiformes (20 species), followed by Siluriformes (19 species). Characidae and Loricaridae were the richest families. The species found in all the lakes studied were migratory species (17), and sedentary species (33). Two species (Caquetaia kraussii and Cyphocharax magdalenae) were widespread across the cienagas archipelago (100% of incidence). Nestedness analysis showed that the distribution of species over the spatial gradient studied (840 km) is significantly nested. The cienagas deemed the most hospitable were Simiti, El Llanito, and Canaletal. Roughly, 13 out of the 50 species caught show markedly idiosyncratic distributions. The resulting dataset showed a strong pattern of nestedness in the distribution of Magdalenese fishes, and differed significantly from random species assemblages. Out of all the measurements taken in the cienagas, only the size (area) and local richness are significantly related to the range of order of nested subset patterns (r=–0.59 and –0.90, respectively, at p < 0.01). Differential species extinction is suggested as the cause of a nested species assemblage, when the reorganized matrix of species occurring in habitat islands is correlated with the island area. Our results are consistent with this hypothesis

Ichthyofauna of Cascade Reservoirs in the Channel of a Tropical Andean River

RESUMEN: El Concepto de Discontinuidad Serial afirma que la formación de embalses en cadena dentro de los ríos genera cambios en la estructura de la biota acuática que se acumulan a lo largo del cauce. En el río Porce (Cuenca del río Magdalena–Cauca, Colombia) se formaron dos embalses en cadena, los embalses Porce II y Porce III. Para conocer la respuesta del ensamblaje de peces dentro del sector del río que fue embalsado se tomaron muestras de cuatro periodos de lluvias abundantes y cuatro de menores lluvias entre los años 2011 y 2013, en sitios dentro de los dos embalses seleccionados según su posición en el eje longitudinal (cola, transición y presa); para eliminar el efecto de la profundidad en cada sitio se tomaron muestras a dos profundidades (superficial–fondo). Se capturaron 15 especies; 12 en Porce II y 10 en Porce III. Se observaron diferencias espaciales en cuanto a la composición y estructura de especies de peces, tanto en el eje longitudinal (cola–presa), como en el vertical (superficie–fondo). En el embalse Porce II, la riqueza y la abundancia de individuos disminuyeron en dirección cola-presa y fue mayor en la superficie que en el fondo; en el embalse Porce III, aunque la riqueza presentó la misma tendencia en el eje longitudinal, la abundancia fue mayor en el fondo que en la superficie. Las características del ensamblaje no estuvieron asociadas a los periodos pluviométricos en ninguno de los dos embalses. Se concluye que la composición y estructura del ensamblaje está definida por las características morfológicas del embalse, así como la edad y tiempo de retención hidráulica.ABSTRACT: The Serial Discontinuity Concept affirms that the formation of reservoirs in cascade within rivers generates changes in the structure of the aquatic biota that accumulate along the basin. In the Porce River (Magdalena– Cauca River Basin, Colombia) two reservoirs were formed in cascade, Porce II and Porce III. To know the response of the fish assemblage in the sector of the river that was dammed, we collected samples during four periods of abundant rains and four of lesser rains from 2011 to 2013 from sites inside both reservoirs selected according to position on the longitudinal axis (tail, transition and dam). To eliminate the effect of depth, at every site, we took samples from two depths, surface and bottom. 15 species were captured; 12 in Porce II and 10 in Porce III. Differences in the composition and structure of the species of fish were found to vary depending on the location along the river flow (from tail to dam), and also by the water depth (surface to river bottom). In Porce II reservoir, the richness and the abundance of fish diminished in direction tail to dam and the abundance decreased from surface to bottom. In Porce III though the species richness presented the same trend along the longitudinal axis, the abundance was greater on the bottom that at the surface. The characteristics of the assemblage were not associated with the rainfall periods in either reservoir. One concludes that the composition and structure of the assemblage are defined by the morphologic characteristics of the reservoir, as well as the age and time of hydraulic retention

Peces migratorios al interior de una central hidroeléctrica: caso Miel I, cuenca del río Magdalena (Caldas-Antioquia), Colombia

One of the most obvious impacts of damming a river is the disruption of migratory routes, however, the characteristics of the dam, the river and its fish fauna make impossible the generalizations about the possible effects. Since the beginning of the operation of La Miel I hydropower plant, it was detected the entrance of fish into the hydropower plant (through the surge chamber) from La Miel river. To determine the composition of the fish and evaluate the potential effects on migration, for one year (April 2010-April 2011) adult individuals were tagged and released and ichthyoplankton collections were made, both in the surge chamber and in the discharge channel. Individuals of migratory and non-migratory species, mainly piscivorous and detritus-scrapers were found. Individuals who entered the surge chamber were able to find quickly the exit through the restriction orifice and returned to the main channel of La Miel River. The fish did not spawn in the central structures. We conclude that the surge chamber is not an absolute barrier to migration, but it is a staging habitat for migrant individuals.Uno de los impactos más evidentes del represamiento de un río es la interrupción de las rutas migratorias, sin embargo, las características de la presa, el río y su ictiofauna, hacen imposibles las generalizaciones sobre los posibles efectos. Desde el comienzo de la operación de la Central Hidroeléctrica Miel I, se detectó el ingreso de peces desde el río La Miel al interior de la central (hasta la caverna de oscilación). Para determinar la composición de los peces allí presentes y evaluar los posibles efectos en la migración, durante un año (abril 2010-abril 2011) se marcaron y liberaron individuos adultos, y se realizaron colectas de ictioplancton, tanto en la caverna de oscilación como en la salida del túnel de fuga. Se encontraron individuos de especies migratorias y no migratorias, principalmente piscívoros y detritívoros-raspadores. Los individuos que entraron a la caverna encontraron rápidamente la salida a través del orificio de restricción y retornaron al canal principal del río La Miel. Los peces no desovaron en las estructuras de la central. Se concluye que la caverna de oscilación no es una barrera definitiva a la migración, sino que se constituye como un hábitat de paso para los individuos migrantes

Peces migratorios al interior de una central hidroeléctrica: caso Miel I, cuenca del río Magdalena (Caldas-Antioquia), Colombia

One of the most obvious impacts of damming a river is the disruption of migratory routes, however, the characteristics of the dam, the river and its fish fauna make impossible the generalizations about the possible effects. Since the beginning of the operation of La Miel I hydropower plant, it was detected the entrance of fish into the hydropower plant (through the surge chamber) from La Miel river. To determine the composition of the fish and evaluate the potential effects on migration, for one year (April 2010-April 2011) adult individuals were tagged and released and ichthyoplankton collections were made, both in the surge chamber and in the discharge channel. Individuals of migratory and non-migratory species, mainly piscivorous and detritus-scrapers were found. Individuals who entered the surge chamber were able to find quickly the exit through the restriction orifice and returned to the main channel of La Miel River. The fish did not spawn in the central structures. We conclude that the surge chamber is not an absolute barrier to migration, but it is a staging habitat for migrant individuals

Fecundity of the most abundant fish species in the area of influence of the cascading reservoirs Porce II and Porce III, Antioquia, Colombia

RESUMEN: Las tácticas y las estrategias dirigidas a la reproducción de las especies resultan de un complejo juego evolutivo donde los individuos ajustan su inversión energética de acuerdo con las condiciones ambientales. La fecundidad es un rasgo de vida que refleja la cantidad de energía que invierten los individuos en la reproducción. Considerando que aún se conoce poco sobre las respuestas de este rasgo de vida de las especies que persisten en los embalses, se analizaron tanto la fecundidad como ciertas variables relacionadas con esta, en algunas de las especies más abundantes en el ensamblaje de especies en el área de influencia de los embalses en cascada Porce II y Porce III. Los muestreos se realizaron entre septiembre de 2011 y diciembre de 2016, durante periodos climáticos contrastantes (lluvias y estiajes), en 31 sitios distribuidos entre los embalses Porce II y Porce III, el canal del río y las quebradas tributarias a los embalses. Se encontró que Astyanax microlepis presentó los mayores valores de fecundidad total (20.202 huevos en promedio), mientras Poecilia reticulata tuvo los menores valores (15 embriones). Se determinó asociación entre el número de huevos y el tamaño de los peces (longitud estándar y peso corporal). Las fecundidades de las especies analizadas fueron similares entre aquellas filogenéticamente próximas (especies de una misma familia), y a su vez, se determinó que este rasgo reproductivo fue particular para cada especie

Larval development of Prochilodus magdalenae (Steindachner, 1879) (Pisces: Prochilodontidae), Magdalena river, Colombia

ABSTRACT: Morphological and morphometric descriptions of the larval development of Prochilodus magdalenae, from the Magdalena river, Colombia are provided. Specimens were obtained by induced spawning. This species produces very hydrated free eggs. The incubation period was short; it lasted 14 hours at 24 oC after fertilization. Larvae are slightly developed at hatching, with relatively rapid larval development and an accentuated metamorphosis. Analysis of the morphometric data showed that some parts of the body of P. magdalenae do not grow proportionally.RESUMEN: Se provee una descripción morfológica y morfométrica del desarrollo larval de Prochilodus magdalenae, del río Magdalena, Colombia. Los especímenes fueron obtenidos por desove inducido. Esta especie presenta huevos libres y muy hidratados. El período de incubación es corto y duró aproximadamente 14 h después de la fertilización a 24 oC. La larva no está bien desarrollada al momento de la eclosión, con período larval relativamente rápido y metamorfosis acentuada. El análisis de los datos morfométricos mostró que algunas de las partes corporales de P. magdalenae no crecen proporcionalmente

Hydropower effects on Prochilodus magdalenae (Prochilodontidae) reproduction: evidence from endocrine response

Objective. Describe the endocrine response associated with the reproduction of a tropical potamodromous fish under changes in the flow discharge produced by hydropower in an Andean. Materials and methods. We analyzed Prochilodus magdalenae reproduction in individuals from two sectors of a Neotropical river basin: one with a natural flow and another one with a regulated hydrological regime. Results. In the sector of the basin with the natural flow we found that the production of hormones related with fish reproduction (FSH and LH) was correlated with the gonadosomatic index, while in fish experiencing hydropeaking due to hydroelectric operation no such correlation was detected. Conclusions. Hormone production associated to reproduction of the Potamodromous fish was sensitive to changes in water level and discharge. Then, fish exposed to hydropeaking would be receiving ambiguous stimuli that affect hormone production, reproduction synchronization with environmental cues, and ripening, which are essential for reproductive succes

Peces migratorios al interior de una central hidroeléctrica: caso Miel I, cuenca del río Magdalena (Caldas-Antioquia), Colombia

One of the most obvious impacts of damming a river is the disruption of migratory routes, however, the characteristics of the dam, the river and its fish fauna make impossible the generalizations about the possible effects. Since the beginning of the operation of La Miel I hydropower plant, it was detected the entrance of fish into the hydropower plant (through the surge chamber) from La Miel river. To determine the composition of the fish and evaluate the potential effects on migration, for one year (April 2010-April 2011) adult individuals were tagged and released and ichthyoplankton collections were made, both in the surge chamber and in the discharge channel. Individuals of migratory and non-migratory species, mainly piscivorous and detritus-scrapers were found. Individuals who entered the surge chamber were able to find quickly the exit through the restriction orifice and returned to the main channel of La Miel River. The fish did not spawn in the central structures. We conclude that the surge chamber is not an absolute barrier to migration, but it is a staging habitat for migrant individuals.Uno de los impactos más evidentes del represamiento de un río es la interrupción de las rutas migratorias, sin embargo, las características de la presa, el río y su ictiofauna, hacen imposibles las generalizaciones sobre los posibles efectos. Desde el comienzo de la operación de la Central Hidroeléctrica Miel I, se detectó el ingreso de peces desde el río La Miel al interior de la central (hasta la caverna de oscilación). Para determinar la composición de los peces allí presentes y evaluar los posibles efectos en la migración, durante un año (abril 2010-abril 2011) se marcaron y liberaron individuos adultos, y se realizaron colectas de ictioplancton, tanto en la caverna de oscilación como en la salida del túnel de fuga. Se encontraron individuos de especies migratorias y no migratorias, principalmente piscívoros y detritívoros-raspadores. Los individuos que entraron a la caverna encontraron rápidamente la salida a través del orificio de restricción y retornaron al canal principal del río La Miel. Los peces no desovaron en las estructuras de la central. Se concluye que la caverna de oscilación no es una barrera definitiva a la migración, sino que se constituye como un hábitat de paso para los individuos migrantes

Reproduction of fishes in reservoirs in cascade located in a tropical Andean river (Colombia)

ABSTRACT: Variations in rainfall and river level have been identified as the most crucial factors in freshwater fish reproduction in the tropics. Dams and reservoirs change the seasonality of these factors, so fish must develop new tactics to continue reproducing themselves. Our objective was to define the period and sites of reproduction of fish in the middle Porce River drainage, which has been modified by the construction of two reservoirs in cascade (reservoirs Porce II and Porce III). Sampling was carried out from September 2011 to December 2016, during contrasting climatic periods (drought and rains) at 31 sites distributed as follows: in the reservoirs of Porce II and Porce III, in the river channel (above Porce II reservoir, between the reservoirs and below Porce III dam) and tributary streams to two reservoirs. The fish were captured with gillnet, seines and electro-fishing gear. The Vazzoler scale (1996) was used to determine the gonadal development, the gonadosomatic relationship was also estimated and these data were used to make the analysis of the reproductive seasonality of the fi sh assemblage, which was defined according to the reproductive intensity (RI) and the percentage of mature individuals of the species. The results showed that in the reservoirs the fi sh reproduce intensely independent of the climatic period, whereas in streams and river a similar tendency is observed, but with an increase of reproduction associated with the dry season. However, the species Brycon henni particularly had a higher percentage of mature individuals during rainy periods in the Porce III reservoirs and in its tributary streams.RESUMEN: La variación de las lluvias y el nivel de los ríos han sido identificados como los factores más importantes para la reproducción de los peces de agua dulce en el trópico. Las presas y embalses cambian la influencia de estos dos factores, por lo tanto, el ensamblaje debe desarrollar nuevas tácticas para continuar reproduciéndose. Nuestro objetivo fue definir los periodos y sitios de reproducción del ensamblaje de peces en la cuenca media del río Porce (Antioquia, Colombia), modificado por dos embalses en cascada (embalses Porce II y Porce III). Los muestreos se realizaron entre septiembre de 2011 y diciembre de 2016, durante periodos climáticos contrastantes (lluvias y estiajes), en 31 sitios distribuidos en los embalses de Porce II y Porce III, en el canal del río (antes del embalse Porce II entre los embalses y después del embalse Porce III) y quebradas tributarias a los dos embalses. Los peces fueron capturados con trasmallo, atarraya y electropesca. Se usó la escala de Vazzoler (1996) para determinar el desarrollo gonadal y se estimó la relación gonadosomática; estos datos se utilizaron para hacer los análisis de la temporalidad reproductiva del ensamblaje de peces, que se definió de acuerdo con la intensidad reproductiva (IR) y el porcentaje de ínvidos maduros de las especies. Los resultados mostraron que en los embalses los peces se reproducen intensamente independiente del periodo climático, mientras en las quebradas y el río se observa una tendencia similar, aunque con un incremento de la reproducción asociado con los periodos de estiaje; de manera particular se encontró que la especie Brycon henni tiene un mayor porcentaje de individuos maduros durante los periodos de lluvias en el embalse Porce III y en sus quebradas tributarias