Determinants of fish assemblages in oceanic islands: Fatores determinantes das assembleias de peixes em ilhas oceânicas

Abstract

Recifes são ecossistemas altamente complexos influenciados por processos que interagem em diferentes escalas espaciais determinando a estruturação e manutenção das comunidades. Estes processos ocorrem em escalas locais e regionais. Os processos locais especificamente, são mediados pelas relações entre as espécies e seu entorno, enquanto os processos regionais como a dispersão das espécies e sua importância para o incremento da diversidade. Muitos dos esforços realizados para entender estes processos, têm sido centrados apenas na riqueza de espécies, enquanto outros componentes da diversidade tais como a densidade de indivíduos, a diversidade funcional, a biomassa e as interações entre as espécies permanecem pouco explorados. Esta falta de conhecimento é ainda maior quando comparamos ambientes terrestres e marinhos, pois estes apresentam um impedimento adicional imposto pelo meio aquático, o que dificulta fazer inferências nesses ambientes. Esta tese teve como objetivo avaliar a influência de processos locais e regionais sobre diferentes componentes da diversidade (riqueza de espécies, diversidade funcional, densidade, biomassa) e as interações entre espécies (interações de limpeza). Para tal, esta tese foi dividida em três capítulos nos quais são explorados diferentes processos locais e regionais. No capítulo 1 ?Unusual reef fish biomass and functional richness at Malpelo, a remote island in the Tropical Eastern Pacific? foi explorado como os fatores locais determinam a riqueza de espécies, riqueza funcional, densidade de indivíduos e biomassa de peixes em uma ilha oceânica no Pacífico Oriental Tropical. No capítulo 2 ?Determinants of fish assemblages in tropical oceanic islands? foram explorados como fatores biogeográficos, energéticos e antropogênicos explicam a variação dos componentes de diversidade observados em 18 ilhas oceânicas de cinco províncias biogeográficas marinhas. Finalmente no capítulo 3 ?Dedicated cleaners structure marine mutualistic networks? foi avaliado como os atributos das espécies podem influenciar o nível de aninhamento das redes de interações de limpeza e suas implicações nas comunidades recifais. Na escala local (ilha oceânica ? capítulo 1), fatores como a exposição, a profundidade e a distância do continente estão associados à alta biomassa e riqueza funcional encontrada, a qual foi representada principalmente por espécies vulneráveis. Por outro lado, observou-se (capítulo 2) que o conjunto de fatores energéticos (produtividade primária e temperatura superficial do mar) e antropogênicos (distância do continente, nível de proteção ambiental e densidade humana) explicaram tanto individualmente como em conjunto a variação observada nos componentes de diversidade encontradas nas ilhas oceânicas. Finalmente, observou-se que atributos específicos das espécies como o tamanho corporal e formação de cardumes são determinantes na estrutura das redes de interações de espécies. Esses múltiplos fatores demonstram que os processos locais e regionais determinam a estrutura e manutenção de peixes em ambientes recifais tropicais.

Abstract : Reefs are highly complex ecosystems influenced by processes that interact at different spatial scales determining the structuring and maintenance of communities. These processes occur at local and regional scales. Local processes are specifically mediated by the relationships between species and their environment and, regional processes, such as species dispersal and their importance to increasing biodiversity. Several efforts to understand these processes are focused only on species richness, while other components of diversity as density, functional diversity, biomass, and interactions between species remain poorly explored. This lack of knowledge is greater when are compared terrestrial and marine environments. The marine environment presents an additional impediment established by the aquatic environment, making difficult the inferences in these environments. In this thesis is evaluated the influence of local and regional processes on different diversity components (e.g., species richness, functional diversity, density, and biomass) and species interactions (e.g., cleaning interactions). This thesis was divided into three chapters, showing an exploration of different local and regional processes. In chapter 1 named "Unusual reef fish biomass and functional richness at Malpelo, a remote island in the Tropical Eastern Pacific" was explored the influence of local factors in species richness, functional richness, density and fish biomass on small and remote oceanic island in the Tropical East Pacific. In chapter 2 named "Determinants of fish assemblages in tropical oceanic islands" is explored how the biogeographic, energetic and anthropogenic factors explain the variation of the diversity components observed in 18 oceanic islands of five marine biogeographical provinces. Finally, in Chapter 3 named "Dedicated cleaners structure marine mutualistic networks" was evaluated the influence of life-history traits of the species in the nesting level of the networks of cleaning interactions and their implications in the reef communities. To conclude, factors like continent exposure, depth and distance are associated with the high biomass and functional richness found in local scales, mainly represented by vulnerable species. Otherwise, the set of energetic factors (e.g., primary productivity and sea surface temperature) and anthropogenic factors (e.g., the distance of the continent, level of environmental protection and human density) explain individually and jointly the variation in different diversity components. Finally, the species-specific life-history traits, such as body size and schooling are determinant in the structure of the networks of species interactions. These multiple factors demonstrate that local and regional processes determine the structure and maintenance of fish in tropical reef environments.