Relationships between morphology, diet and spatial distribution: testing the effects of intra and interspecific morphological variations on the patterns of resource use in two Neotropical Cichlids

Abstract

Considering th e morphology, diet and spatial distribution of Satanoperca pappaterraand Crenicichla britskii (Perciformes: Cichlidae) in the Upper Paraná River floodplain (Brazil), the following questions were investigated: (1) Could the body shape predict the use of trophic resources and habitat by C. britskiiand S. pappaterra? (2) Could the relationship between morphology and use of trophic resources and habitat be also extended to the intraspecific scale? (3) What are the most important morphological traits used to predict the variation on diet and habitat occupation within and between species? We hypothesized that intra and interspecific differences in morphological patterns imply in different forms of resource exploitation and that the ecomorphological analysis enables the identification of trophic and spatial niche segregation. Fish samplings were performed in different types of habitats (rivers, secondary channels, connected and disconnected lagoons) in the Upper Paraná River floodplain. Analyses of the stomach content was conducted to characterize the feeding patterns and twenty-two ecomorphological indices were calculated from linear morphological measurements and areas. A principal component analysis (PCA) run with these indices evidenced the formation of two significant axes, revealing in the axis 1 an ecomorphological ordination according to the type of habitat, regardless the species. The individuals of both species exploiting lotic habitats tended to have morphological traits that enable rapid progressive and retrograde movements, braking and continuous swimming, whereas individuals found in lentic and semi-lotic habitats presented morphology adapted to a greater maneuverability and stabilization in deflections. On the other hand the axis 2 evidenced a segregation related to the feeding ecology, between S. pappaterra and C. britskii. The relationship between morphology and use of spatial and feeding resource was corroborated by the Mantel test performed at inter and intraspecific levels. Therefore the hypothesis was accepted suggesting that analyses incorporating both intraspecific and interspecific morphological variations can contribute to a greater understanding about the ecological structure of fish assemblages by providing evidences on the niche characteristics of each species.

Translated abstract

RESUMOConsiderando a morfologia, a dieta e a distribuição espacial de Satanoperca pappaterrae Crenicichla britskii(Perciformes: Cichlidae) na planície de inudação do alto rio Paraná (Brasil) as seguintes questões foram investigadas: (1) A forma do corpo pode ser utilizada para predizer o uso dos recursos espaciais e tráficos por ambas as espécie? (2) As relações entre morfologia e uso dos recursos tráficos e espaciais podem ser estendidas à escala intraespecífica? (3) Quais são as características morfológicas utilizadas para predizer a variação na dieta e ocupação do em nível intra e interespecífico? Testou-se a hipótese de que diferenças intra e interespecíficas nos padrões morfológicos implicam em diferentes formas de exploração dos recursos, sendo que a partir de análises ecomorfológicas é possível identificar a segregação do nicho tráfico e espacial. Os peixes foram amostrados em diferentes tipos de hábitats (rios, canais secundários, lagoas conectadas e desconectadas) na planície de inudação do alto rio Paraná. Análises de conteúdo estomacal foram realizadas a fim de caracterizar os padrões alimentares, enquanto vinte e dois índices ecomorfológicos foram calculados com base nas medidas morfométricas lineares e áreas. A análise de componentes principais (PCA) realizada com os referidos índices evidenciou a formação de dois eixos significativos: no eixo 1 houve uma ordenação ecomorfológica de acordo com o tipo de hábitat explorado, independentemente da espécie considerada. Nesse sentido, indivíduos de ambas as espécie coletados em ambientes lóticos tenderam a apresentar características morfológicas que propiciam maior capacidade de movimentos progressivos e retrógrados, frenagens e natação contínua, enquanto os indivíduos encontrados em ambientes lênticos e semi-lóticos apresentaram morfologia adaptada à maior capacidade de manobrabilidade e estabilização em guinadas. Por outro lado, o eixo 2 evidenciou segregação ecomorfológica relacionada à dieta, revelando uma divergência entre S. pappaterra e C. britskii.Essa relação entre morfologia e uso dos recursos espacial e alimentar foi confirmada pela significância do teste de Mantel realizado em nível intra e interespecífico. Portanto, a hipótese pressuposta foi aceita, sugerindo que análises que incorporam variações morfológicas intra e interespecíficas podem contribuir para o maior entendimento sobre a estrutura das assembleias de peixes, propiciando evidências acerca das características do nicho de cada espécie.