Padrões emergentes da montagem de comunidades de peixes e sua relação com fatores estruturadores, como a complexidade de habitat, invasão de espécies e processos temporais.

Abstract

The set of processes underlying the community structure is often called assembly rules. Emerging patterns of the community assembly are used for theoretical and practical advances in ecology, allowing the advance of areas such as species responses to environmental progress. Analyses of emerging patterns were used to evaluate a fish assemblage structure in a Neotropical floodplain. These explanatory factors are related to the structural complexity offered by aquatic macrophytes, invasion processes and temporal variation in the structure of metacommunities. The relationships between a habitat complexity and patterns resulting from the community assembly of small fish in macrophyte stands (α and β diversity and co-occurrence among fish species) were investigated. In addition, the relationship between emergent patterns of the community assembly (components of diversity) in response to the invasion of a predatory fish species was also investigated. Moreover, patterns resulting from the community assembly of fish assemblages were used to investigate variation in metacommunity structure for this group of organisms. The main results related to the role of habitat complexity indicate a unimodal relationship of diversity and co-occurrence patterns among fish species with this explanatory variable. This indicates that complexity drives ecological processes related to how species respond to environmental conditions and how they respond to each other, which demonstrates that habitat complexity is an important driver of the structure of fish assemblages. Regarding the relationship between emergent patterns of the community assembly (components of diversity) in response to the invasion of a predatory fish, the results indicated that the resident fish community becomes nested with the introduction of the invader. This indicates that effects of the invasive predator are selective towards some species and, because some species can be extinguished, it is possible that ecological functions are lost throughout the invasion process. Regarding the temporal variation in the structure of metacommunities, the results found indicated that, for fish assemblages, metacommunity structure can vary among random and clumped species loss. This indicates that, during certain times, as species may respond to distinct factors and generate very complex or even random patterns of metacommunity structure, and, during other moments, certain groups of species are filtered out in a given environmental condition, which leads to clumped species loss. These structures varied along the short temporal scales, denoting a certain seasonality. In addition, the seasonal variation was distinguished along the large temporal scale, which indicates that the mechanisms driving seasonality of the metacommunity structure may change over time. In conclusion, general results allowed to infer about the potential effects of habitat structural complexity, invasion processes and seasonality on emerging patterns of the fish assemblage. These results provide insight on the underlying processes within the investigated ecosystem.

O conjunto de processos subjacentes à estrutura da comunidade geralmente é chamado de regras de montagem. Os padrões emergentes do processo de montagem das comunidades têm sido utilizados para avanços teóricos e práticos na ecologia, permitindo o avanço de áreas como as respostas das espécies em relação a gradientes ambientais e variações temporais. Utilizou-se análises de padrões emergentes para avaliar a estrutura da assembleia de peixes em uma planície de inundação Neotropical. Alguns fatores investigados foram a complexidade estrutural oferecida por macrófitas aquáticas, processos de invasão e variação temporal na estrutura de metacomunidades. Primeiramente, investigou-se a relação entre a complexidade de habitat e padrões resultantes da montagem de comunidades de peixes de pequeno porte em bancos de macrófitas (diversidade α, β e coocorrência entre espécies de peixes). Investigou-se também outros aspectos, como a variação em componentes da diversidade β em resposta à invasão de uma espécie piscívora. Utilizou-se também padrões resultantes da montagem de comunidades para investigar a variação temporal na estrutura de metacomunidade de peixes. Os principais resultados relacionados ao papel da complexidade de habitat indicam relação unimodal das diversidades α e β e dos padrões de coocorrência entre espécies de peixes com essa variável estruturadora. Isso indica que a complexidade influencia processos ecológicos relacionados ao modo que as espécies respondem a condições ambientais e como respondem umas às outras, o que demonstra que a complexidade de habitat é um importante estruturador da comunidade de peixes. Em relação a variação dos componentes da diversidade β em resposta à invasão de uma espécie piscívora, os resultados encontrados indicam que a comunidade de peixes residente sofre aninhamento em resposta à introdução de uma espécie piscívora. Isso indica que efeitos do predador invasor são seletivos em relação à determinadas espécies e que, porque algumas espécies alvo podem ser extinguidas, é possível que funções ecológicas sejam perdidas ao longo desse processo. Com relação a variação temporal na estrutura de metacomunidades, os resultados encontrados indicaram que, nas assembleias de peixes, a estrutura da metacomunidade pode variar entre os tipos aleatória e perda agrupada de espécies. Isso indica que, em determinados momentos, as espécies podem responder à fatores ambientais distintos, gerando padrões de estrutura de metacomunidade muito complexos ou, até mesmo, aleatórios e, em outros momentos, determinados grupos de espécies com as mesmas limitações ambientais são filtradas ocasionando a perda agrupada de espécies. Essas estruturas variaram ao longo das curtas escalas temporais, denotando certa sazonalidade. Além disso, a variação sazonal se distinguiu ao longo da ampla escala temporal, o que indica que os mecanismos que determinam a sazonalidade da estrutura da metacomunidade podem mudar ao longo do tempo. Em conclusão, foi possível explorar a relação entre a complexidade estrutural do habitat, processos de invasão e sazonalidade com padrões emergentes da assembleia de peixes. Tais resultados trazem insights a respeito dos processos subjacentes do sistema investigado.