Peixes de poças de maré da província brasileira...

Universidade Federal do Espírito Santo Centro de Ciências Humanas e Naturais

Programa de Pós-graduação em Oceanografia Ambiental

Peixes de poças de maré da província brasileira: Ecologia, aspectos funcionais e sistemática

Raphael Mariano Macieira

Tese submetida ao Programa de Pós-Graduação em Oceanografia Ambiental (Área de Concentração em Sistemas Costeiros e Marinhos) da Universidade Federal do Espírito Santo como requisito parcial para a obtenção do grau de Doutor em Oceanografia Ambiental

Vitória, ES Janeiro, 2013

II

Universidade Federal do Espírito Santo Centro de Ciências Humanas e Naturais

Programa de Pós-graduação em Oceanografia Ambiental

Peixes de poças de maré da província brasileira: Ecologia, aspectos funcionais e sistemática

Raphael Mariano Macieira

Orientador: Dr. Jean-Christophe Joyeux

Vitória, ES

Janeiro, 2013

III

Dados Internacionais de Catalogação-na-publicação (CIP)

(Biblioteca Central da Universidade Federal do Espírito Santo, ES, Brasil)

Macieira, Raphael Mariano, 1981- M152p Peixes de poças de maré da província brasileira : ecologia,

aspectos funcionais e sistemática / Raphael Mariano Macieira. – 2013.

137 f. : il. Orientador: Jean-Christophe Joyeux. Tese (Doutorado em Oceanografia Ambiental) –

Universidade Federal do Espírito Santo, Centro de Ciências Humanas e Naturais.

1. Ictiologia. 2. Peixe – Pesquisa. 3. Ecologia marinha. 4.

Comunidades de peixes - Atlântico, Oceano, Costa (Brasil). I. Joyeux, Jean Christophe. II. Universidade Federal do Espírito Santo. Centro de Ciências Humanas e Naturais. III. Título.

CDU: 55

V

Agradecimentos

Aos meus pais José e Sônia por serem pais maravilhosos, e por todo o apoio aos meus

projetos e sonhos. A minha irmã Fernanda pelo carinho, e constante incentivo. Aos meus familiares

e amigos pela compreensão nos meus, vários, momentos de ausência.

À Ivie pelo carinho, amor, paciência, compreensão e companheirismo ao longo desses anos.

Ao Jean pela confiança, momentos de alegria e preciosos ensinamentos transmitidos.

Ao querido Gaspa pela orientação durante todos esses anos, amizade, momentos de alegria e

pela inestimável ajuda ao longo da minha formação profissional.

Aos amigos Caio Ribeiro Pimentel, Pedro Sant’Ana de Jesus Júnior e Thiony Simon pela

valiosa e indispensável ajuda durante o trabalho de campo.

Ao Rory R. de S. Oliveira pela ajuda com amostras do Pará e pelas valiosas contribuições ao

trabalho.

Aos amigos pesquisadores Alfredo Carvalho-Filho, Benjamin Victor, Carlos Eduardo Leite

Ferreira (Cadu), Cláudio Sampaio (Buia), Ivan Sazima, James Van Tassell, Peter Wirtz, Sergio

Floeter e Tommaso Giarrizzo, pelas inúmeras contribuições no trabalho.

Ao Dr. François Guilhaumon pela atenção, e por gentilmente esclarecer minhas dúvidas

relacionadas script GDF.

Ao Dr. José Lima de Figueiredo por autorizar o uso dos desenhos inseridos nas figuras.

Aos amigos do Laboratório de Ictiologia, Ana, Camila, Luana, Lucas, Hudson e Maik pela

agradável convivência e momentos de alegria.

Aos amigos do Departamento de Oceanografia e Recursos Naturais, em especial a Caetano e

Wallace, pelo apoio e pelos momentos de alegria.

A todos os membros da banca e da qualificação, Dr. Agnaldo Silva Martins, Dr. Angelo

Fraga Bernardino, Dr. Levy de Carvalho Gomes, Dr. Maurício Hostim Silva e Dr. Tommaso

Giarrizzo pela participação na banca e pela importante contribuição ao presente trabalho.

À CAPES pela bolsa concedida, ICMBio - Instituto Chico Mendes de Conservação da

Biodiversidade (21331-1) e ao IBAMA - Instituto Brasileiro de Meio Ambiente e de Recursos

Naturais Renováveis (02009.001875/03-08) pelas licenças de coleta de material biológico.

VI

Resumo

De forma geral, as comunidades de peixes do entremarés da costa brasileira ainda estão

pouco estudadas em diversos níveis e aspectos. Mesmo o conhecimento basal, como por exemplo, a

sistemática dos peixes ainda carece de informação. Esse fato é comprovado pelo elevado número de

espécies de peixes do entremarés descritas nos últimos anos; por exemplo: Acyrtus pauciradiatus,

Barbulifer enigmaticus, Labrisomus conditus, Malacoctenus brunoi, Paraclinus arcanus, Scartella

itajobi e Scartella poiti. Outras espécies, como por exemplo Gobiosoma hemigymnum, foram

descritas a partir de poucos espécimes (1 no exemplo citado), e portanto, sua identidade taxonômica

precisa ser mais bem definida, assim como aspectos relacionados biologia, ecologia e etologia

devem ser estudados. Essa carência de informações dificulta o entendimento dos padrões de riqueza

e distribuição das espécies ao longo desse ecossistema. Desta forma, um maior esforço de coleta ao

longo da província brasileira é fundamental. Da mesma forma, as comunidades de peixes de poças

de maré do Atlântico sudoeste ainda tem sua estrutura, composição e funcionamento desconhecidos

pela ciência. A ilha da Trindade, por exemplo, possui uma comunidade de peixes costeiros com um

elevado nível de endemismo. Porém, até o momento nenhuma investigação havia abordado aspectos

relacionados à ecologia dos peixes de poças de maré. Os peixes, em geral, são responsáveis por

desempenharem funções chaves para a saúde dos ecossistemas aquáticos, e podem ser agrupados de

acordo com suas funções. A investigação dos grupos funcionais pode ajudar a entender o

funcionamento do ecossistema, e verificar como os impactos antrópicos interferem na continuidade

das funções desempenhas pelos peixes (e.g., herbivoria). Deste modo, o presente trabalho buscar

preencher lacunas de conhecimento relacionadas à taxonomia, à ecologia e aos aspectos funcionais,

das comunidades de peixes de poças de maré da província brasileira.

Palavras-chaves: Peixes, entremarés, grupos funcionais, Brasil.

VII

Sumário

Introdução geral 16

Características e funcionamento do ecossistema poças de maré 16

Peixes de poças de maré brasileiros 18

Escopo dos estudos e metodologia 18

Biodiversidade, composição e padrões biogeográficos 21

Conservação 27

Referências 29

Capítulo 01: Grupos funcionais em peixes das poças de maré do Atlântico sudoeste: com

enfoque na introdução e na extirpação de espécies 36

Resumo 37

Introdução 38

Material e Métodos 40

Área de estudo 40

Amostragens 41

Características ecomorfológicas 44

Informações sobre ecologia, etologia e hábito alimentar das espécies 47

Analises dos dados 50

Resultados 53

Grupos funcionais 53

Padrões de β-diversidade 64

Padrões de diversidade funcional 66

Discussão 69

Grupos funcionais 69

Efeitos da introdução de O. punctatus 73

VIII

Referências 77

Anexo 1 84

Anexo 2 88

Capítulo 02: Community structure of tidepool fishes at Trindade Island, southwestern

Atlantic, with biogeographic comments 89

Abstract 90

Introduction 91

Methods 93

Study area 93

Tidepool characterization 93

Sampling and sample processing 93

Statistical analyses 94

Results 95

Tidepools characteristics 95

Fish community 96

Discussion 102

Literature cited 105

Capítulo 03: Redescription of Gobiosoma hemigymnum (Eigenmann & Eigenmann 1888)

(Teleostei: Gobiidae) 108

Abstract 109

Introduction 110

Materials and Methods 112

Material examined 116

Additional specimens 117

Results 119

Diagnosis 120

IX

Description 121

Colour in life and in freshly dead specimens 124

Colour in alcohol 125

Proposed common names 125

Distribution, habitat and natural history 126

Conservation 127

Phylogenetic relationships 127

Discussion 130

References 134

X

Lista de Figuras

Introdução geral

FIG. 1. Mapa com a distribuição das áreas de estudo ao longo da costa brasileira e Caribe. AS = Arquipélago de

São Pedro e São Paulo; BA = Barbados; CE = Ceará; ES = Espírito Santo; FN = Arquipélago de Fernando de

Noronha; LC = Little Cayman; MA = Maranhão; PA = Pará; PB = Paraíba; RJ = Rio de Janeiro; SC = Santa

Catarina; TR = Ilha da Trindade.

19

FIG. 2. Número de espécies de peixes de poça de maré por família no Brasil + Caribe (A), somente no Caribe

(B) e somente no Brasil (C).

21

FIG. 3. (A) Distribuição da riqueza de espécie e (B) porcentagem de endemismo ao longo das áreas de estudo.

AS = Arquipélago de São Pedro e São Paulo; BA = Barbados; CE = Ceará; ES = Espírito Santo; FN =

Arquipélago de Fernando de Noronha; LC = Little Cayman; MA = Maranhão; PA = Pará; PB = Paraíba; RJ =

Rio de Janeiro; SC = Santa Catarina; TR = Ilha da Trindade.

23

FIG. 4. (A) Distribuição das categorias tróficas e (B) proporção de espécies residentes ao longo das áreas de

estudo. AS = Arquipélago de São Pedro e São Paulo; BA = Barbados; CE = Ceará; ES = Espírito Santo; FN =

Arquipélago de Fernando de Noronha; LC = Little Cayman; MA = Maranhão; PA = Pará; PB = Paraíba; RJ =

Rio de Janeiro; SC = Santa Catarina; TR = Ilha da Trindade.

25

FIG. 5. A análise de parcimônia evidenciando a relação entre os 13 locais baseado na presença / ausência de 206

espécies de peixes de poças de maré. Os valores nos nós representam o suporte baseado na técnica de bootstrap

(1.000 pseudo-réplicas).

26

Capítulo 01: Grupos funcionais em peixes das poças de maré do Atlântico sudoeste: com enfoque na

introdução e na extirpação de espécies

FIG. 1. Localização das áreas de estudo no litoral brasileiro. Os pontos indicam, respectivamente, a localidade,

estado e latitude. Mapa gentilmente elaborado por João Batista Teixeira.

41

FIG. 2. Medidas morfológicas feitas em cada indivíduo utilizando um paquímetro digital; espécie modelo

Stegastes variabilis (Castelnau 1855). (A) Visão lateral (B) Visão frontal. CP - comprimento padrão; A - altura

do corpo; L – largura do corpo; AB – altura da boca; LB – largura da boca; DO – diâmetro do olho; AC – altura

da cabeça; AO – altura do olho; AI – altura na inserção da nadadeira peitoral; AINp – altura da inserção da

nadadeira peitoral; CNp – comprimento da nadadeira peitoral; ANp – altura da nadadeira peitoral; APc – altura

do pedúnculo caudal; ANc – altura da nadadeira caudal. Outras medidas foram realizadas, porém não foram

inclusas nessa figura: CRb – comprimento dos rastros branquiais; CTd – comprimento do trato digestório; M –

massa; Ops – ângulo da boca.

45

XI

FIG. 3. Gráfico dos dois primeiros eixos da análise de componente principal (PCA) mostrando a relação entre as

13 características funcionais nas 46 espécies de peixes de poças de maré. (A) Correlação entre as 13

características funcionais; os desenhos inseridos na figura ilustram a morfologia típica resultante da interação

dos vetores. * indica variáveis quantitativas suplementares. (B) Distribuição das espécies em relação às

características funcionais. As espécies foram coloridas de acordo com os grupos funcionais propostos na figura

4.

54

FIG. 4. Dendograma resultante da análise consensual de agrupamento entre as espécies de peixes de poças de

maré (ES+PA+TR). A matriz foi construída usando a distância Euclidiana e de Gower’s e os seguintes métodos

de agrupamento: ligação simples, ligação completa, UPGMA, WPGMA e Ward. Os números demarcam os

grupos funcionais propostos.

56

FIG. 5. Espécime de Ahlia egmontis (Jordan 1884) durante atividade de forrageamento em uma poça de maré no

litoral do Espírito Santo, Brasil.

57

FIG. 6. Espécime juvenil de Haemulon parra (Desmarest 1823), instante antes de abocanhar parte do substrato

em busca de pequenos invertebrados móveis, em uma poça de maré no litoral do Espírito Santo, Brasil.

58

FIG. 7. (A) Dendograma resultante da análise consensual de agrupamento entre as espécies de peixes de poças

de maré do Pará (PA). A matriz foi construída usando a distância Euclidiana e de Gower’s e os seguintes

métodos de agrupamento: ligação simples, ligação completa, UPGMA, WPGMA e Ward. (B) Detalhe do

dendograma da simulação da extirpação de O. punctatus (†) da comunidade. Os números de 1-8 correspondem

aos grupos da figura 04 enquanto as subdivisões 8.1 e 8.2 são exclusivas dessa figura.

60


de maré do Espírito Santo (ES). A matriz foi construída usando a distância Euclidiana e de Gower’s e os

seguintes métodos de agrupamento: ligação simples, ligação completa, UPGMA, WPGMA e Ward. (B) Detalhe

do dendograma da simulação da introdução de O. punctatus (†) na comunidade. Os números de 1-8

correspondem aos grupos da figura 04 enquanto as subdivisões 4.1-4.2 e 8.1-8.4 são exclusivas dessa figura.

62


de maré da Ilha da Trindade (TR). A matriz foi construída usando a distância Euclidiana e de Gower’s e os

seguintes métodos de agrupamento: ligação simples, ligação completa, UPGMA, WPGMA e Ward. (B) Detalhe

do dendograma da simulação da introdução de O. punctatus (†) na comunidade. Os números correspondem aos

grupos da figura 04.

63

FIG. 10. Análise da dissimilaridade taxonômica, turnover e nestedness entre as 3 comunidades (ES, PA e TR) no

cenário atual e em 3 simulações (I, II e III) de introdução de O. punctatus nas comunidades. O valor inserido em

cada círculo indica o número de espécies exclusivas da comunidade, e o valor na interseção entre os dois círculos

indica o número de espécies compartilhadas entre as duas comunidades. As espécies marcadas com um “X”

foram extirpadas de suas respectivas comunidades para simular a extinção da espécie. βJ = índice de

65

XII

dissimilaridade de Jaccard's.

FIG. 11. Equitabilidade (A), divergência (B) e especialização (C) funcional entre as três comunidades sem a

simulação da introdução de O. punctatus no ES e em TR.

66

FIG. 12. Equitabilidade (A), divergência (B) e especialização (C) funcional entre ES e TR nas 3 simulações da

introdução de O. punctatus.

68

Anexo 2. Gráfico dos dois primeiros eixos da análise de componente principal (PCA) mostrando a relação entre

as 13 características funcionais nas 8 espécies peixes de poças de maré com ocorrência em dois locais. (A)

Correlação entre as 13 características funcionais; os desenhos inseridos na figura ilustram a morfologia típica

resultante da interação dos vetores. * indica variáveis quantitativas suplementares. (B) Distribuição das espécies

em relação às características funcionais. As espécies foram coloridas de acordo com os grupos propostos na

figura 4.

88

Capítulo 02: Community structure of tidepool fishes at Trindade Island, southwestern Atlantic, with

biogeographic comments

Fig. 1: Contribution (%) in number of individuals (A) and weight (B) of each family in tidepools at Trindade

Island, Brazil.

96

Fig. 2: Contribution in number of individuals (dark bar) and weight (light bar) of each species in tidepools at

Trindade Island, Brazil. Species are listed in phylogenetic order. Abu sax = Abudefduf saxatilis; Aca bah =

Acanthurus bahianus; Ent vom = Entomacrodus vomerinus; Hal pen = Halichoeres penrosei; Lab nuc =

Labrisomus nuchipinnis; Mal bru = Malacoctenus brunoi; Mug cur = Mugil curvidens; Oph tri = Ophioblennius

trinitatis; Sca poi = Scartella poiti; Ste fus = Stegastes fuscus; Tha nor = Thalassoma noronhanum; Tom sp.n. =

Tomicodon sp.n..

98

Fig. 3: Percentage of the number of individuals (dark bar) and of total weight (light bar) for each residency status

in tidepools at Trindade Island, Brazil.

99

Fig. 4: Graphic representation of the two first axes of the CCA, presenting the species in their environmental

settings (vectors) in tidepools at Trindade Island, Brazil. Species coordinates are located at the center of

acronyms. The fish pictures are not in scale. Abu sax = Abudefduf saxatilis; Aca bah = Acanthurus bahianus; Ent

vom = Entomacrodus vomerinus; Hal pen = Halichoeres penrosei; Lab nuc = Labrisomus nuchipinnis; Mal bru

= Malacoctenus brunoi; Mug cur = Mugil curvidens; Oph tri = Ophioblennius trinitatis; Sca poi = Scartella

poiti; Ste fus = Stegastes fuscus; Tha nor = Thalassoma noronhanum; Tom sp.n. = Tomicodon sp.n..

101

Capítulo 03: Redescription of Gobiosoma hemigymnum (Eigenmann & Eigenmann 1888) (Teleostei:

Gobiidae)

FIGURE 1. Number of scales longitudinal series as a function of standard length in Gobiosoma hemigymnum 124

XIII

settled individuals (colored symbols) of indeterminate sex (blue diamonds), females (brown circles) and males

(green triangles). Gobiosoma planktonic larvae are indicated for individuals without external basicaudal scales

(open circles) and with external basicaudal scales (crosses); length is notochord length or standard length

depending upon the stage of the larva. The holotype of G. hemigymnum is indicated by a black-filled circle (data

from Eigenmann & Eigenmann (1888), Böhlke & Robin (1968) and SL-TL relationship) while the holotype and

paratype of Garmmania mediocricula (data from Ginsburg 1942) are indicated by black-filled squares. The fitted

curve computed for settled individuals (see text) is overlaid.

FIGURE 2. A. CIUFES 0525, Gobiosoma hemigymnum, an adult male photographed shortly after fixation in

formalin 10%. 22.4 mm TL, 18.3 mm SL. B. CIUFES 0525 G. hemigymnum, an adult female photographed

shortly after capture and fixation in formalin 10%. 21.8 mm LT, 17.9 mm SL. Photographs by RMM.

126

FIGURE 3. Gobiosoma hemigymnum in its natural habitat on hard biogenic substrate covered with incrusting

algae and algal turf, showing sexual dimorphism in coloration. State of Alagoas; depth 3 m; individuals not

captured. (A) Male with brownish orange head. (B) Female with head in the same coloration of the body.

Photographs by JCJ.

128

FIGURE 4. Phylogenetic relationships of Gobiosoma species based on COI, cyt-b, RAG1, and the combined

dataset. Scale-bar units are expected number of substitutions per site. Support values at nodes are Bayesian

posterior probabilities. Nodes with labels have posterior probabilities less than 0.60.

129

XIV

Lista de Tabelas Introdução geral

TABELA I. Dados das áreas de estudo de cada região, acrônimo, local, latitude, número de espécies, tipo de

substrato e as referencias utilizada na base de dados de peixes de poças de maré.

20

Capítulo 01: Grupos funcionais em peixes das poças de maré do Atlântico sudoeste: com enfoque na

introdução e na extirpação de espécies

TABELA I. Lista taxonômica, local da coleta, acrônimo da espécie, número de indivíduos e variação do

comprimento total dos peixes de poça de maré das três áreas estudadas. ES = Espírito Santo; PA = Pará; TR =

Trindade. Tabela em ordem filogenética de famílias segundo Nelson (2006) e em acordo com as modificações

propostas por Westneat & Alfaro (2005) e Smith & Craig (2007). † Espécie exótica.

42

TABELA II. Número total de espécies por local amostrado, número de espécies utilizadas no presente trabalho e

porcentagem, em número e em massa, da contribuição nas capturas de cada local das espécies utilizadas.

44

TABELA III. Lista das 13 características funcionais derivadas das 17 medidas morfológicas, e seus respectivos

acrônimos, formulas e significados ecológicos, modificado de Dumay et al. (2004), de Villéger et al. (2010) e de

Albouy et al. (2011). † características funcionais relacionadas à aquisição de alimento. ‡ características

funcionais relacionadas ao micro-habitat ocupado. * a massa possui influência nas duas funções selecionadas.

46

TABELA IV. Lista taxonômica, período de atividade alimentar, habitat ocupado, hábito alimentar, tática para

aquisição de alimento e status de residência das espécies de peixes de poça de maré estudados. Tabela em ordem

filogenética de famílias segundo Nelson (2006) e em acordo com as modificações propostas por Westneat &

Alfaro (2005) e Smith & Craig (2007). Categorias de hábito alimentar adaptadas de Bellwood et al. (2004) e

Ferreira et al. (2004): MCAR = macro-carnívoro; MINV = comedor de invertebrados moveis; OMNI = onívoro;

PLANK = planctívoro; RHER = herbívoro errante; SINV = comedor de invertebrados sésseis, THER =

herbívoro territorial.

48

Média (± desvio padrão) das 13 características funcionais das espécies de peixes de poça de maré. ES = Espírito

Santo; PA = Pará; TR = Trindade. Osf = Área da boca; Osh = Formato da boca; Ops = Ângulo da boca; GRlst =

Tamanho dos rastros branquiais; Edst = Tamanho do olho; Glst = Comprimento do Trato digestório; Eps =

Posição do olho; Bsh = Formato transversal do corpo; Bsf = Superfície transversal do corpo; PFps = Posição da

nadadeira peitoral; PFsh = Formato da nadadeira peitoral; CPt = Relação entre a nadadeira caudal e o pedúnculo

caudal; M = Massa.

84

XV

Capítulo 02: Community structure of tidepool fishes at Trindade Island, southwestern Atlantic, with

biogeographic comments

Table 1: Physicochemical parameters, morphometrical characteristics, substrate nature and algal turf cover of 34

tidepools of Trindade Island.

95

Table 2: Taxonomic list, residency status, number of individuals, percentage of total number caught (%N),

percentage of total weight (%TW), range, mean and standard deviation for size (total length) and weight in

tidepools at Trindade Island, Brazil. Family order follows Nelson (2006).

97

Table 3: Spearman's rank correlation coefficient (rho) between community data and physicochemical

parameters, morphometrical characteristics, substrate nature and algal turf cover of the tidepools at Trindade

Island, Brazil. The p-value is indicated in parenthesis. — = non-significant at α = 0.05.

100

Capítulo 03: Redescription of Gobiosoma hemigymnum (Eigenmann & Eigenmann 1888) (Teleostei:

Gobiidae)

TABLE 1. Specimens used in molecular phylogenetic analyses of the redescription of G. hemigymnum.

115

TABLE 2. Meristic and morphometric data for Gobiosoma hemigymnum. Morphometric data expressed as

millesimal of standard length or of head length (†). n = number of individuals.

123

16#

Introdução geral

Características e funcionamento do ecossistema poças de maré

A faixa do entremarés é ocupada por diversos ecossistemas (e.g., costão rochoso, recifes

planos, praias arenosas, mudflats, manguezais, marismas, poças de maré), responsáveis por realizar

diversos serviços e processos ecológicos, e que possuem comunidades com características

singulares (i.e., adaptadas a exposição ao ar) (Gibson & Yoshiyama, 1999; Moberg & Folke, 1999;

Moberg & Rönnbäck, 2003; Fletcher et al., 2012). Durante a baixa-mar, as poças de maré são

formadas na faixa do entremarés de áreas com substrato consolidado ou inconsolidado, onde o

tempo de isolamento do mar (i.e., exposição ao ar) é determinado, principalmente, pelo fenômeno

das marés. Entretanto, as poças localizadas próximas ao limite superior do entremarés ou no

supralitoral, podem ficar isoladas por dias, semanas ou meses, dependendo da ocorrência de marés

fortes (i.e., sizígia) e do aumento da energia das ondas. No Brasil, as poças de maré estão

localizadas em substrato consolidado tipo arenito, basalto, carbonato, laterita, gnaisse e granito, ou

em substrato inconsolidado tipo praias arenosas e áreas lamacentas - mudflats (geralmente em

estuários). O substrato consolidado, no entremarés, da costa brasileira está dividido em duas regiões

com características geológicas distintas. Da região Norte do país até o litoral sul do Espírito Santo

(ES) os substratos apresentam diversas combinações formadas, essencialmente, de carbonato,

arenito e laterita (Bittencourt et al., 2005). Do sul do ES até Santa Catarina dominam os costões

formados de granito ou de gnaisse, e os substratos, acima citados, são ausentes ou escassos. As ilhas

oceânicas são basáltica (e.g., Arquipélago de Fernando de Noronha e Ilha da Trindade), biogênica

carbonática (e.g., Atol das Rocas) ou de origem metamórfica (e.g., Penedos de São Pedro e São

Paulo) (Macieira et al., em preparação). A complexidade estrutural e as características físico-

químicas da água das poças dependem diretamente da natureza do substrato (Cox et al., 2010), e

consequentemente, modulam a composição e estrutura das comunidades associadas.

Durante a baixa-mar ocorrem mudanças nas características físico-químicas da água nas

poças de maré (i.e., período de isolamento do mar). A interação entre o ciclo de maré e o

nictemeral, e as condições climáticas determinarão a intensidade, a velocidade e o tipo de variação

nas características físico-químicas da água (Horn et al., 1999). Por exemplo, uma baixa-mar de

sizígia diurna próxima ao período de maior incidência de radiação solar resultará em aumento da

temperatura, salinidade e oxigênio dissolvido (devido à fotossíntese). Em uma mesma condição de

maré, porém durante o período noturno, poderia haver uma significativa redução do oxigênio

dissolvido devido interrupção da fotossíntese e continuidade da respiração dos organismos da poça,

que resultaria em diminuição do pH devido a elevação da concentração de dióxido de carbono na

17#

água (Martin & Bridges, 1999). Contudo, as características morfométricas (e.g., área superficial,

volume, altura em relação ao nível do mar) das poças de maré também determinarão a amplitude de

variação dos parâmetros físico-químicos da água. De forma sucinta, quanto maior o volume de água

menor serão as mudanças nos parâmetros ao longo do período de exposição ao ar. A distribuição

dos organismos está diretamente relacionada às características físicas das poças e físico-químicas da

água: as espécies mais tolerantes e melhor adaptadas são mais comuns em poças altas e menores,

enquanto as espécies menos tolerantes e menos adaptadas estão restritas às poças mais baixas e

maiores. Porém, o risco de predação e a competição por recurso aumenta para as espécies residentes

nas poças com características mais amenas (Gibson & Yoshiyama, 1999; Macieira & Joyeux,

2011). De maneira geral, as poças de maior tamanho, e mais próximas ao mar terão uma maior

diversidade e abundância de peixes e de outros organismos marinhos.

Os peixes são um componente importante das comunidades presentes na faixa do entremarés

(Horn et al., 1999). Durante o período de baixa-mar a maioria dos peixes fica concentrada nas poças

de maré, contudo há espécies capazes de utilizar micro-habitats fora das poças durante o período de

exposição ao ar (Evans et al., 1999; Martin & Bridges, 1999; Zander et al., 1999). Segundo Zander

et al. (1999) os peixes de poças de maré podem ser classificados em três categorias (residentes,

oportunistas e transitórios), de acordo com o grau de associação a este ecossistema. Os residentes

podem realizar todo o seu ciclo vida nas poças e, geralmente, possuem especializações

morfológicas (Gibson, 1986; Evans et al., 1999; Horn et al., 1999; Martin & Bridges, 1999) e

comportamentais (Gibson, 1986; 1999) que permitem ocupar este ambiente de forma plena. As

espécies oportunistas utilizam este ambiente em apenas parte do ciclo de vida, geralmente nas fases

iniciais, quando o utilizam como área berçário (Gibson, 1999; Horn et al., 1999; Zander et al.,

1999; Macieira & Joyeux, 2011). Os transitórios utilizam a área durante a preamar, ou

ocasionalmente, durante a baixa-mar, porém nesse caso ocupam poças grandes (i.e., maior

estrabilidade físco-química), e o período de ocupação do ecossistema é bastante curto. De forma

resumida, os residentes dominam nas poças menores ou mais altas e as poças grandes e baixas são

principalmente ocupadas pelos oportunistas e transitórios (Mahon & Mahon, 1994; Macieira &

Joyeux, 2011).

18#

Peixes de poças de maré brasileiros

Escopo dos estudos e metodologia

Uma lista de espécies de peixes de poças de maré, do Caribe e Brasil (FIG. 1), foi

construída através da compilação de artigos científicos, dissertações / teses, e complementada, com

observações pessoais dos autores (R.M. Macieira, J.-C. Joyeux, T. Giarrizzo & C.E.L. Ferreira)

(Tabela I). A base de dados foi construída a partir de informações disponíveis em trabalhos

realizados, exclusivamente, em comunidades presentes na faixa do entremarés, que foram

amostradas com o uso de ictiocida ou de anestésico. A identidade taxonômica das espécies foi

revisada e atualizada de acordo com Westneat & Alfaro (2005), Nelson (2006) Smith & Craig

(2007), Eschmeyer & Fong (2012) e Froese & Pauly (2012). A análise de parcimônia foi baseada

na presença / ausência de 206 espécies de peixes de poças de maré em cada um dos 13 locais do

Atlântico oeste. Essa análise foi realizada utilizado o script phangorn no ambiente estatístico R (R

Core Team, 2012). O script permite estimar a máxima verossimilhança (ML) e a máxima

parcimônia (MP), e também avaliar a coerência entre as diferentes árvores (Schliep, 2011). O

suporte para cada nó da árvore consensual foi testado utilizando a técnica de bootstrap (1.000

pseudo-replicas). Para essa análise o Espírito Santo foi dividido de acordo com a natureza do

substrato onde as poças estão inseridas (ES1 - Laterita; ES2 - carbonato). A província brasileira

(sensu Briggs & Bowen, 2012) foi divida em costa, Arquipélago de Fernando de Noronha,

Arquipélago de São Pedro e São Paulo e Ilha da Trindade para o cálculo de endemismo. Cada

espécie foi classificada em relação a sua distribuição geográfica, hábito alimentar e status de

residência no entremarés, e os dados foram obtidos de: Randall (1967), Figueiredo & Menezes

(1978; 1980; 2000), Menezes & Figueiredo (1980; 1985), Hoffman & Robertson (1983), Randall

(1983; 2002), Sazima (1986), Zamprogno (1989), Humann & DeLoach (1994), Ferreira et al.

(1998), Carvalho-Filho (1999), DeLoach & Humann (1999), Sazima & Sazima (2004), Nelson

(2006), Feitosa et al. (2012), Froese & Pauly (2012) e Pimentel (2012). Os dados do Ceará (CE)

devem ser analisados com cautela, pois o esforço amostral nesse local foi inferior às demais áreas

(i.e., 29 poças em uma única campanha).

19#

FIG. 1. Mapa com a distribuição das áreas de estudo ao longo da costa brasileira e Caribe. AS = Arquipélago de São

Pedro e São Paulo; BA = Barbados; CE = Ceará; ES = Espírito Santo; FN = Arquipélago de Fernando de Noronha;

LC = Little Cayman; MA = Maranhão; PA = Pará; PB = Paraíba; RJ = Rio de Janeiro; SC = Santa Catarina; TR = Ilha

da Trindade.

20#

TABELA I. Dados das áreas de estudo de cada região, acrônimo, local, latitude, número de espécies, tipo de substrato e as referencias utilizada na base de dados de peixes de poças

de maré.

Região Acrônimo Local com região Latitude Número de

espécies Tipo de

substrato Referência principal

Caribe LC Little Cayman, Caribe 19◦N 14 Carbonato Potts (1980)

BA Barbados, Caribe 13◦N 59 Carbonato Mahon & Mahon (1994)

Região Norte, BR PA Curuça, PA 0 26 Laterita Oliveira (2010; 2012)

MA Araçagy, MA 2◦S 35 Laterita Nunes et al. (2011)

Região Nordeste, BR CE Jericoacoara, CE 2◦S 15 Laterita Giarrizzo et al. (não publicado)

PB Cabo Branco, PB 7◦S 40 Laterita Rosa et al (1997)

Região Sudeste, BR ES1* Aracruz + Serra, ES 19◦S 68 Laterita Zamprogno (1989); Macieira et al. (não publicado)

ES2* Anchieta, ES 20◦S 68 Carbonato Macieira & Joyeux (2011)

RJ Arraial do Cabo, RJ 22◦S 12 Granito Moraes (2007)

Região Sul, BR SC Praia Vermelha, SC 27◦S 19 Granito Barreiros et al. (2004)

Ilhas oceânicas, BR AS Arquipélago de São Pedro e São Paulo, PE 0 13 Basalto Lubbock & Edwards (1981); Feitoza et al. (2003)

FN Fernando de Noronha, PE 3◦S 32 Basalto Valentim (2008)

TR Ilha da Trindade, ES 20◦S 21 Basalto Macieira et al. (ver capítulo 2)

* Para as análises, exceto de parcimônia, as comunidades dos dois locais foram analisadas em conjunto; N = 82 para ES.

! 21!

Biodiversidade, composição e padrões biogeográficos

Um total de 206 espécies de peixes foi registrado nas poças de maré do Atlântico Oeste (i.e.,

Caribe, Brasil e ilhas oceânicas). Ao longo da costa brasileira ocorreram 161 espécies de peixes

(pertencentes a 52 famílias). De modo geral, as famílias mais representativas em número de

espécies nas poças do Atlântico Oeste (FIG. 2.A) correspondem ao padrão global detectado por

Prochazka et al. (1999), onde Blenniidae, Gobiidae, Labridae, Labrisomidae e Pomacentridae estão

entre as mais especiosas. Porém, há indícios que os padrões do Caribe e do Brasil sejam distintos

em termos de importância relativa de famílias típicas do entremarés (e.g., Blenniidae,

Labrisomidae) (FIG. 2.B e C).

FIG. 2. Número de espécies de peixes de poça de maré por família no Brasil + Caribe (A), somente no Caribe (B) e

somente no Brasil (C).

! 22!

As espécies mais amplamente distribuídas são Abudefduf saxatilis (Linnaeus 1758), Bathygobius

soporator (Valenciennes 1837), Gobiesox barbatulus Starks 1913, Labrisomus nuchipinnis (Quoy

& Gaimard 1824) e Scartella cristata (Linnaeus 1758). Todas estas espécies são tipicamente

residentes do ecossistema poças de maré, exceto A. saxatilis que pode ser considerada uma espécie

oportunista. Essa espécie é comumente encontrada no entremarés nas fases iniciais da ontogenia,

que pode indicar uma utilização desse ecossistema como área berçário. Não há um padrão obvio de

riqueza de espécies, porém os maiores valores são encontrados no ES, BA e PB (FIG. 3.A). A

porcentagem de espécies endêmicas foi maior nas ilhas oceânicas que na costa (FIG. 3.B). Esse

padrão pode ser explicado pela menor capacidade de dispersão dos peixes residentes do entremarés

(Gibson, 1986; Marliave, 1986; Pfister, 1999; Shanks, 2009), que está relacionada com as

características morfológicas e comportamentais desse grupo de espécies (Gibson, 1986; Gibson &

Yoshiyama, 1999; Horn et al., 1999). Desta forma, o isolamento geográfico entre a população das

ilhas oceânicas e do continente deve ter propiciado a ocorrência do processo de especiação

alopátrica (Rocha & Bowen, 2008) para maioria das espécies residentes. O mesmo processo pode

explicar o valor elevado de endemismo na costa brasileira, devido a barreira do Rio Amazonas

(Joyeux et al., 2001; Rocha & Bowen, 2008), que pode promover o isolamento entre as espécies

residentes do Brasil e do Caribe.

! 23!

FIG. 3. (A) Distribuição da riqueza de espécie e (B) porcentagem de endemismo ao longo das áreas de estudo. AS =

Arquipélago de São Pedro e São Paulo; BA = Barbados; CE = Ceará; ES = Espírito Santo; FN = Arquipélago de

Fernando de Noronha; LC = Little Cayman; MA = Maranhão; PA = Pará; PB = Paraíba; RJ = Rio de Janeiro; SC =

Santa Catarina; TR = Ilha da Trindade.

! 24!

Os peixes de poças de maré da província brasileira e do Caribe (FIG. 4.A) tendem a serem

carnívoros, ou em menor frequência onívoros e herbívoros em acordo com o padrão descrito por

Gibson & Yoshiyama (1999). As espécies planctívoras foram pouco representativas ou ausentes

(e.g., CE, FN, LC, TR) porque, provavelmente, o ecossistema não permite um fluxo constate de

organismos planctônicos (i.e., fluxo de água). Ausência de peixes planctívoros no entremarés

também foi observada por Pillai et al. (1992), porém a limitação de espaço foi o fator utilizado

pelos autores para justificar essa ausência. Os herbívoros foram mais representativos nas ilhas

oceânicas. A análise da proporção de espécies residentes e não-residentes (FIG. 4.B) indica que os

locais com características físicas e / ou físico-químicas mais estressantes para os peixes (e.g., PA,

AS, FN e TR) possuem mais espécies residentes, que possuem adaptações morfológicas e

comportamentais à vida no entremarés (Gibson, 1986; Evans et al., 1999; Gibson & Yoshiyama,

1999; Horn et al., 1999). Desta forma, as características ambientais do entremarés (e.g., salinidade,

temperatura, hidrodinâmica) podem limitar ou impedir a ocorrência de espécies oportunistas e

transitórias, que possuem valência ecológica estreita. A análise de parcimônia indica uma elevada

similaridade entre as comunidades da costa (ES1, ES2, PB, PA, MA, SC); exceto CE e RJ. O tipo

de substrato (carbonato vs. laterita) não resultou em diferenças importantes entre as comunidades do

ES. As áreas da região Norte (i.e., MA e PA) foram mais similares entre si, e menos relacionadas às

outras comunidades da costa. Esse padrão pode ser resultado da forte influência estuarina presente

do litoral Norte (Oliveira, 2010; 2012), que limita a ocorrência de espécies recifais (e.g.,

Acanthuridae, Chaetodontidae e Pomacanthidae) e favorece a ocorrência de peixes de ambientes

estuarinos. As comunidades das ilhas oceânicas (AS, FN, TR) estão bem relacionadas, porém como

esperado, há maior similaridade entre AS e FN devido à proximidade geográfica. As áreas do

Caribe, BA e LC, estão mais assemelhadas as ilhas oceânicas do que com a costa brasileira. O fato

das características físico-químicas da água (i.e., temperatura, turbidez) das ilhas oceânicas se

assemelharem ao Caribe pode explicar esse padrão. Como visto, os padrões observados (e.g.,

taxonômico e trófico) se assemelham aos detectados em outros locais.

! 25!

FIG. 4. (A) Distribuição das categorias tróficas e (B) proporção de espécies residentes ao longo das áreas de estudo.

AS = Arquipélago de São Pedro e São Paulo; BA = Barbados; CE = Ceará; ES = Espírito Santo; FN = Arquipélago de

Fernando de Noronha; LC = Little Cayman; MA = Maranhão; PA = Pará; PB = Paraíba; RJ = Rio de Janeiro; SC =

Santa Catarina; TR = Ilha da Trindade.

! 26!

FIG. 5. A análise de parcimônia evidenciando a relação entre os 13 locais baseado na presença / ausência de 206

espécies de peixes de poças de maré. Os valores nos nós representam o suporte baseado na técnica de bootstrap (1.000

pseudo-réplicas).

De forma geral, as comunidades de peixes do entremarés da costa brasileira ainda estão

pouco estudadas em diversos níveis e aspectos (Norton & Cook, 1999; Prochazka et al., 1999).

Mesmo o conhecimento basal, como por exemplo, a sistemática dos peixes ainda carece de

informação. Esse fato é comprovado pelo elevado número de espécies de peixes do entremarés

descritas nos últimos anos; por exemplo: Acyrtus pauciradiatus Sampaio, de Anchieta, Nunes &

Mendes 2004, Barbulifer enigmaticus Joyeux, Van Tassell & Macieira 2009, Labrisomus conditus

Sazima, Carvalho-Filho, Gasparini & Sazima 2009, Malacoctenus brunoi Guimarães, Nunan &

Gasparini 2010, Paraclinus arcanus Guimarães & Bacellar 2002, Scartella itajobi Rangel &

Mendes 2009 e Scartella poiti Rangel, Gasparini & Guimarães 2004. Também há espécies

oportunistas / transitórias descritas recentemente (e.g., Lutjanus alexandrei Moura & Lindeman

2007). Outras espécies, como por exemplo Gobiosoma hemigymnum (Eigenmann & Eigenmann

1888), foram descritas a partir de poucos espécimes (1 no exemplo citado), e portanto, sua

identidade taxonômica precisa ser mais bem definida, assim como aspectos relacionados biologia,

ecologia e etologia devem ser estudados. Essa carência de informações dificulta o entendimento dos

padrões de riqueza e distribuição das espécies ao longo desse ecossistema. Desta forma, um maior

esforço de coleta ao longo da província brasileira é fundamental. Da mesma forma, as comunidades

de peixes de poças de maré do Atlântico sudoeste ainda tem sua estrutura, composição e

funcionamento desconhecidos pela ciência (Norton & Cook, 1999; Prochazka et al., 1999). A ilha

! 27!

da Trindade, por exemplo, possui uma comunidade de peixes costeiros com um elevado nível de

endemismo (Simon et al., in press). Porém, até o momento nenhuma investigação havia abordado

aspectos relacionados à ecologia dos peixes de poças de maré. Os peixes, em geral, são

responsáveis por desempenharem funções chaves para a saúde dos ecossistemas aquáticos

(Holmlund & Hammer, 1999), e podem ser agrupados de acordo com suas funções. A investigação

dos grupos funcionais pode ajudar a entender o funcionamento do ecossistema, e verificar como os

impactos antrópicos interferem na continuidade das funções desempenhas pelos peixes (e.g.,

herbivoria; Cheal et al., 2010). Deste modo, o presente trabalho buscar preencher lacunas de

conhecimento relacionadas à taxonomia, à ecologia e aos aspectos funcionais, das comunidades de

peixes de poças de maré da província brasileira.

Conservação

Segundo o Censo Demográfico 2010 (IBGE, 2011), cerca de 24,6% da população brasileira

está localizada em municípios da zona costeira, que representam em área apenas 4,1% do território

nacional. Uma parte expressiva dessa população desenvolve atividades, direta ou indiretamente,

ligadas ao turismo, a produção de petróleo, a atividade pesqueira e aos serviços que atendem à

dinâmica econômica gerada por esses municípios e outros próximos à zona costeira (IBGE, 2011).

Esse modelo de ocupação resulta, entre outros, na diversificação e na intensificação dos impactos

antrópicos sobre os ecossistemas da zona costeira (e.g., lagoas costeiras, praias, estuários, recifes e

costões rochosos). Mesmo as populações ou atividades econômicas (e.g., industrial, agropecuária)

localizadas fora da zona costeira produzem um efeito deletério sobre os ecossistemas costeiros, pois

as bacias hidrográficas promovem o transporte de poluentes e sedimento do interior (i.e., resultante

da atividade humana) em direção à costa (Halpern et al., 2008). Dentre os ecossistemas costeiros, os

recifes e costões rochosos (incluindo poças de maré) estão entre os mais susceptíveis aos impactos

antrópicos devido a proximidade com a linha de costa e com as cidades (Thompson et al., 2002;

Stallings, 2009), e a boa acessibilidade as população humana (i.e., fácil acesso e locomoção dos

humanos; Thompson et al., 2002). De acordo com Addessi (1994) as atividades humanas

desenvolvidas nos recifes e costões rochosos são variadas, e possuem diferentes níveis de impactos

sobre a biota. Dentre os impactos diretos podemos citar a coleta de organismos (Kingsford et al.,

1991; Keough et al., 1993; Addessi, 1994; Roy et al., 2003; Pinn & Rodgers, 2005; Davenport &

Davenport, 2006) e de matéria-prima (i.e., conchas, corais escleractíneos mortos; Alves et al.,

2006), a pesca (Kingsford et al., 1991; Pinn & Rodgers, 2005) e os impactos relacionados ao lazer

(e.g., pisoteamento, manuseio ou extração de organismos bentônicos, suspensão de sedimento;

! 28!

Thompson et al., 2002; Pinn & Rodgers, 2005; Davenport & Davenport, 2006). Os peixes são um

componente importante desse ecossistema (Horn et al., 1999), e também estão vulneráveis à

sobreexplotação, perda de habitat (Freitas et al., 2009) e poluição (Sopinka et al., 2012). De modo

geral, os ecossistemas da zona costeira do Brasil estão ameaçados pelo o ritmo lento de criação de

unidades de conservação e de incremento na capacidade de fiscalização dos órgãos ambientais, que

não acompanha desenvolvimento acelerado, por vezes desordenado, das cidades e pólos industriais.

Os ecossistemas da zona costeira são responsáveis por fornecer diversos recursos naturais (e.g.,

pescado, calcário, madeira), e prestar, gratuitamente, inúmeros serviços ambientais (e.g., proteção

da linha de costa, berçário, manutenção da biodiversidade e da variabilidade genética, subsistência

comunidades tradicionais) a população humana (Gibson & Yoshiyama, 1999; Moberg & Folke,

1999; Moberg & Rönnbäck, 2003; Fletcher et al., 2012). Desta forma, a degradação dos

ecossistemas da zona costeira pode acarretar em enormes prejuízos ambientais, sociais e

econômicos. O conhecimento da biodiversidade e dos processos ecológicos dos ecossistemas

costeiros é uma peça fundamental para a sua conservação, e continuidade dos serviços ambientais.

! 29!

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