Activity, Distribution and Microhabitat Use by the Imperilled Mira Chub Squalius Torgalensis

Abstract

Understanding habitat selection and use by stream fishes increasingly requires the analysis of the relationships between fish and their environments in terms of individual fitness. However, such mechanistic approaches are still uncommon for cyprinids, and remain to be evaluated and tested for Mediterranean species. This thesis addressed activity, distribution and microhabitat use by Mira chub Squalius torgalensis, an imperilled cyprinid native to Mediterranean streams in SW Portugal. This was analysed using a mechanistic approach, including direct observations of fish and habitat in two reaches of the Torgal stream, in spring 2009 and 2010, and laboratory experiments on foraging success under variable velocities. Daily activity patterns were variable at the individual level and shaped by extrinsic and intrinsic factors. Foraging changed from drift to benthic on an annual-basis and with shoal size, and time spent cruising vs. searching was influenced by temperature and body size. Chub displayed an aggregated distribution apparently in association with patchily distributed and autocorrelated physical resources, such as debris, roots and aquatic vegetation. Microhabitat use was influenced by substrata, cover and depth, but random at the focal level, and little variable throughout ontogeny. Contrary to expectations, microhabitat use was generally unrelated to velocity, probably because prey capture success was high at the low velocities prevailing in study reaches. Nevertheless, the proportion of fish capturing prey and capture success decreased at high velocities. Results indicate that chub may display high flexibility in activity and habitat use, which may be important to cope with the high variability of physical conditions in Mediterranean streams, with maintenance of patches with variable substrata, cover and depth likely favouring local persistence. Moreover, this thesis shows that mechanistic fitness-based criteria may be crucial for understanding habitat selection by Mediterranean cyprinids.

Alternate abstract:

Os fatores e mecanismos que determinam a distribuição e abundância de peixes dulçaquícolas são temas centrais em Ecologia Aquática. A pequenas escalas, os padrões de distribuição e uso do habitat por peixes encontram-se relativamente bem documentados, evidenciando a importância quer da variabilidade espacial e temporal das características físicas do habitat, quer de fatores biológicos. A compreensão dos mecanismos subjacentes à complexidade e dinamismo destes padrões, requer o desenvolvimento de novos modelos de índole mecanística que permitam quantificar a seleção e qualidade do microhabitat em termos de fitness individual. No obstante, desconhece-se ainda em que medida estes modelos podem ser aplicados a ciprinídeos em geral, e a espécies Mediterrânicas em particular. Os estudos disponíveis até ao momento incluem apenas análises comparativas do microhabitat disponível e utilizado, quantificados através de métodos indiretos e sem informação sobre comportamento dos indivíduos, pelo que os padrões de atividade e mecanismos subjacentes à distribuição e uso do habitat das espécies Mediterrânicas permanecem largamente desconhecidos

A presente dissertação incide sobre a atividade, distribuição e uso do microhabitat por ciprinídeos em rios Mediterrânicos, usando como caso de estudo, o Escalo do Mira Squalius torgalensis, uma espécie criticamente ameaçada, endémica do sudoeste de Portugal. Esta espécie foi selecionada para o estudo por ser abundante na região e apresentar características de história de vida representativas e típicas das espécies nativas em rios Mediterrânicos. Especificamente, o estudo foi estruturado para clarificar a importância relativa de diferentes características físicas do habitat e identificar os mecanismos subjacentes ao uso do habitat. Nesse sentido foram desenvolvidas três atividades de investigação distintas, visando: 1) descrever os padrões de atividade com base na análise do tempo despendido em diferentes atividades durante o dia, e quantificar a influência de fatores extrínsecos e intrínsecos nestes comportamentos, 2) quantificar a distribuição espacial relativamente à distribuição das características físicas do habitat, e analisar a forma como estas se associam ao uso do microhabitat, e 3) examinar os mecanismos subjacentes ao uso do microhabitat, com base na relação entre o sucesso alimentar e o uso individual da velocidade, frequentemente considerada determinante no uso do habitat por peixes iv dulçaquícolas. Estes estudos envolveram uma componente de quantificação do uso de habitat no rio Torgal (SW Portugal) realizada em 2009 e 2010, sob condições reais de caudal reduzido, e uma componente laboratorial de quantificação do sucesso alimentar sob condições controladas de velocidade, realizada na Faculdade de Ciências, Universidade de Lisboa.

A análise dos padrões de atividade envolveu a quantificação do tempo despendido em orientação, natação, alimentação e exploração durante o dia, através da observação debaixo de água do comportamento de 231 indivíduos. A variação na atividade, quantificada com base numa Análise de Componentes Principais, foi posteriormente relacionada com fatores extrínsecos (i.e., temperatura e ano) e intrínsecos (i.e., comprimento do corpo e tamanho do grupo), utilizando Modelos Lineares Generalizados. A atividade apresentou variações acentuadas entre indivíduos, associadas a fatores extrínsecos e intrínsecos. O modo de alimentação variou anualmente entre a captura de organismos na coluna de água e a captura de organismos bentónicos, possivelmente em resposta à variação na disponibilidade de presas.