From populations to the ecosystem, the replacement of fish species and biotic homogenization in fresh waters

Orientador: Dr. André Andrian Padial.Coorientadora: Drª Simone Libralato.Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação. Defesa : Curitiba, 08/05/2019.Inclui referências: p. 71-89.Resumo: Enquanto você está lendo este resumo, barramentos e a introdução de peixes não-nativos ameaçam a biodiversidade global e causam a perda de espécies e grupos funcionais em ambientes aquáticos. Mesmo em ecossistemas altamente diversificados, como várzeas neotropicais, o aumento no número de espécies introduzidas não implica em maior biodiversidade. Invasões biológicas, dominação por espécies de fundo ("benthification"), oligotrofização e "trophic downgrading" são processos chave que ameaçam a biodiversidade de peixes. Comparamos a abundância de peixes que se alimentam no fundo com pelágicos e predadores de topo em ecossistemas dulcícolas (lagos e reservatórios), em nível global. Além disso, combinamos 18 anos (2000-2017) de capturas, por redes de espera e arrastos, de peixes, organizados em grupos funcionais, na planície de inundação do alto rio Paraná, para descrever como a homogeneização biótica está moldando a biodiversidade, mesmo com a manutenção do número de espécies. Demonstramos um agrupamento de espécies nativas em poucos grupos funcionais, também influenciado por espécies não-nativas. Isso gerou redundância em várias métricas de biodiversidade, como biomassa, tamanho, densidade e interações de redes alimentares. Os padrões encontrados refletem os efeitos de bento-pelágicos e demersais, no processo de dominância por predadores de fundo, além da dominância em níveis tróficos intermediários (a liberação de "meso-predators") e o sucesso de indivíduos não-nativos. Poucos grupos substituem muitos grupos funcionais e perturbam os ecossistemas de forma muito previsível, causando a perda de espécies raras e biodiversidade. Consequências imediatas da homogeneização biótica é o colapso da atividade pesqueira, a perda da qualidade da água e o desaparecimento de serviços ecossistêmicos cruciais (por exemplo, controle de pragas, ciclagem de nutrientes e dispersão de plantas). O desenvolvimentismo a qualquer custo cria uma resposta irracional que ameaça atividades de alta renda econômica, como agricultura, turismo e pesca esportiva. com essa tese, esperamos informar outros pesquisadores, formuladores de políticas e a ampla audiência sobre a situação atual dos ecossistemas aquáticos e sobre possíveis alternativas.Abstract: While you are reading this abstract, damming and introduction of non-native fish are threatening the global fish biodiversity by causing the loss of species and functional groups in aquatic environments. Even in highly diverse ecosystems, such as the neotropical floodplains, an increase in the number of introduced species does not imply higher biodiversity. Biological invasions, domination by bottom-feeding species (benthification), oligotrophication, and trophic downgrading are key processes threatening fish biodiversity. We compared the abundance of bottom- and- pelagic- feeders and top- predators in fresh waters of the world (lakes and reservoirs). We also combined 18 years (2000-2017) of fish captures (organized in functional groups) by nets and seines in the upper Paraná river floodplain to describe how biotic homogenization is shaping the biodiversity, even with the maintenance of the number of species. We are shown a replacement of natives by few and widespread functional groups and non-native groups. It generated redundancy in various metrics of biodiversity, such as biomass, size, density (BSD-approach), and food web interactions. The patterns found here reflected the domination by bottom-foraging (benthopelagic and demersal, the benthification process), intermediate (the "mesopredators release"), and non-native individuals. We should be aware that few groups replacing many rare functional groups and species disturb fresh waters in a very predictive way, by causing the loss of biodiversity from the populations to the ecosystem. An immediate consequence of the biotic homogenization in fresh waters is the collapse of the fisheries, the loss of environmental (water) quality, and the disappearance of crucial ecosystem services (e.g., control of pests, detritus cycling, and dispersion of plants). The developmentalism at any cost creates a non-rational feedback that threatens activities of high economic income, such as agriculture, tourism, and sport fisheries. Through this thesis, we hope to inform other researchers, policymakers, and the broad audience about the ongoing status of aquatic ecosystems and about possible alternatives